
n. [核] 核聚變;核子融合
Nuclear fusion keeps the sun alive.
核聚變使太陽保持活力。
Nuclear fusion joins atoms to produce energy.
核子融合将原子結合起來産生能量。
A nuclear fusion is a thermonuclear reaction.
核聚變是一種熱核反應。
Nuclear fusion is the source of energy in stars such as the sun
核聚變是恒星提供能量的源泉,就像太陽一樣
Nuclear fusion is the energy source that keeps the sun alive.
核聚變是使太陽保持活力的能源。
核聚變(Nuclear Fusion) 是指兩個較輕的原子核在特定條件下結合成一個較重的原子核,并釋放出巨大能量的過程。該過程是太陽等恒星持續發光發熱的能量來源,也是人類探索清潔、高效能源的重要方向。
核心原理與過程:
在極端高溫(通常超過1億攝氏度)和高壓環境下,輕原子核(如氫的同位素氘和氚)克服原子核間的靜電斥力(庫侖勢壘),發生碰撞并融合。融合後形成的新原子核(如氦核)質量略小于反應前兩個原子核質量之和,根據愛因斯坦質能方程 ( E=mc ),損失的質量((Delta m))會轉化為能量釋放。其反應方程式可表示為:
$$
text{氘} + text{氚} rightarrow text{氦} + text{中子} + text{能量}
$$
釋放的能量主要以高速中子和熱能形式存在,遠高于化學反應或核裂變(如鈾裂變)的單位質量能量産出。例如,1克氘氚混合物聚變釋放的能量相當于8噸汽油燃燒的熱值。
技術挑戰與現狀:
實現可控核聚變需滿足三要素:
目前技術難點在于等離子體控制、材料耐輻照性及經濟可行性。國際熱核聚變實驗堆(ITER)等大型項目正緻力于驗證聚變發電的科學可行性。
應用前景:
核聚變燃料(如海水中的氘)儲量近乎無限,且不産生高放射性廢物或溫室氣體,被視為未來"終極能源"。若實現商業化,将徹底解決能源安全與環境污染問題。
來源說明:
本文内容綜合核聚變基礎物理學原理及國際能源署(IEA)、國際原子能機構(IAEA)公開技術報告,并參考國際熱核聚變實驗堆(ITER)官網發布的聚變反應機制與項目進展。
"nuclear fusion"(核聚變)是指兩個輕原子核結合形成較重原子核并釋放巨大能量的物理過程。這是太陽等恒星的能量來源,也是人類正在探索的未來清潔能源方向。以下是詳細解析:
1. 基本原理 在極端高溫高壓條件下(如太陽核心的1500萬攝氏度),氫的同位素(氘和氚)的原子核克服靜電斥力發生碰撞,結合成氦原子核,同時釋放中子和能量。該過程遵循愛因斯坦質能方程 $E=mc$,質量虧損轉化為能量。
2. 關鍵特征
3. 技術挑戰
4. 與核裂變的區别 | 特征| 核聚變 | 核裂變 | |-----------|--------------------|--------------------| | 反應類型| 輕核結合 | 重核分裂 | | 燃料| 氘、氚(海水可提取) | 鈾-235(稀有礦物)| | 放射性廢物| 半衰期短(約12年)| 半衰期長達數萬年| | 臨界風險| 無法鍊式反應,事故自終止 | 可能發生熔毀 |
目前國際熱核聚變實驗堆(ITER)和中國"人造太陽"EAST裝置正在推進可控核聚變研究,預計本世紀中葉可能實現商用發電。
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