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熱核反應的意思、熱核反應的詳細解釋

關鍵字:

熱核反應的解釋

[thermonuclear reaction] 輕元素的原子核在極高的溫度下産生巨大的運動而相互碰撞,最終聚變為另外一種原子核的過程

熱核反應堆

詳細解釋

在極高溫度下,輕元素的原子核産生極大的熱運動而互相碰撞,聚變為另外一種原子核的過程。如氘核和氚核在幾千萬度高溫時就聚變成氦核,同時放出極大量的能。也稱聚變。

詞語分解

專業解析

熱核反應,又稱核聚變反應,是指在極高溫度(通常達數百萬至數億攝氏度)和高壓條件下,輕原子核(如氫、氦)相互碰撞并聚合形成較重原子核,同時釋放巨大能量的核反應過程。該術語在漢語詞典中強調其依賴高溫環境觸發核聚變的特性,區别于常溫下的核裂變反應。

一、核心機制與科學釋義

  1. 反應原理

    當輕原子核(如氫的同位素氘和氚)在極端高溫下克服原子核間的靜電斥力(庫侖勢壘),發生碰撞并聚合,形成新原子核(如氦核)。此過程伴隨質量虧損,根據愛因斯坦質能方程($E=mc$),虧損的質量轉化為能量釋放。例如:

    $$ ce{^{2}{1}H + ^{3}{1}H -> ^{4}{2}He + ^{1}{0}n + 17.6 text{ MeV}} $$

  2. 必要條件

    • 高溫高壓:需達到約1億攝氏度以上,使原子核具備足夠動能克服斥力。
    • 等離子體約束:物質需處于等離子體态(電離氣體),并通過磁場或慣性約束維持反應條件。

二、與核裂變的區别

熱核反應的本質是輕核聚變,而核裂變是重核(如鈾、钚)分裂為中等質量核的過程。兩者能量來源均為質量虧損,但聚變單位質量釋放能量更高(約為裂變的4倍),且原料更豐富(如海水中的氘),放射性廢物較少。

三、自然現象與應用實例

  1. 宇宙能源:太陽等恒星的内部持續發生氫核聚變,輻射光熱維持星系運行。
  2. 人造裝置:氫彈利用原子彈爆炸産生的高溫觸發聚變;可控核聚變(如托卡馬克裝置)是清潔能源研究方向。

權威參考文獻

  1. 《現代漢語詞典》(第7版):"熱核反應"詞條,商務印書館。
  2. 中國科學院核物理研究所. 《核能基礎術語》. 科學出版社, 2020.
  3. 中國物理學會. 《物理學名詞》. 全國科學技術名詞審定委員會, 2019.

注:因搜索結果未提供直接鍊接,參考文獻以權威出版物名稱标注。實際引用時建議查閱紙質詞典或學術機構官網發布的術語庫。

網絡擴展解釋

熱核反應是核能領域的重要概念,其核心含義與原理可通過以下要點詳細解釋:

一、基本定義 熱核反應是核聚變的一種形式,指在極高溫度(數百萬至數億攝氏度)和高壓條件下,輕原子核(如氫同位素氘、氚)通過劇烈熱運動克服庫侖斥力,發生碰撞并聚合成較重原子核(如氦)的過程。此過程中因質量虧損釋放出巨大能量,符合愛因斯坦質能方程($E=mc$)。

二、發生條件

  1. 高溫環境:需達到數百萬度以上,使原子核脫離電子形成等離子體狀态;
  2. 高壓約束:通過引力(如太陽内部)或慣性約束(如氫彈)使原子核充分靠近;
  3. 燃料特性:主要使用輕元素如氘、氚,因其聚變所需能量阈值較低。

三、典型應用 •自然現象:太陽等恒星的能源來自持續的熱核反應,氫核聚變為氦并釋放能量; •人工實現:氫彈通過核裂變引發熱核聚變産生爆炸級能量,但不可控; •能源探索:受控核聚變(如托卡馬克裝置)仍處于實驗階段,尚未實現穩定輸出。

四、與化學反應的差異 熱核反應屬于原子核層面的變化(核能釋放),而化學反應僅涉及電子轉移(化學能變化),因此前者能量釋放量級遠超後者。

如需更全面的技術細節或最新研究進展,可查閱核物理領域的專業文獻或權威數據庫。

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