我看了《十万个为什么》,里面有两篇文章,一篇中讲到四个氢原子核聚变成一个氦原子核;另一片中的图看上去是两个氘核聚变成一个氦核。到底应该是怎么回事?
而且,我发现反应前后的质子和中子数没发生变化,那么缺失的质量是哪里来的?
我有一个设想:核反应器使仍然是能量之间的转化,是强力势能转化为分子动能和分子势能。质能公式不是描述这些能量的来源,而是描述这些能量流失后的质量变化(即,不是E=mc^2,而是m=E/c^2)对吗?
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核聚变的原理是:
在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核(如氦),中子虽然质量比较大,但是由于中子不带电,因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来。
大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。这是一种核反应的形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。核聚变是核裂变相反的核反应形式。
扩展资料
一、核聚变优势
1、核聚变释放的能量比核裂变更大。
2、既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质,所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行,所以是安全的。
3、燃料供应充足,地球上重氢有10万亿吨(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油)。
二、核聚变应用条件
产生可控核聚变需要的条件非常苛刻。我们的太阳就是靠核聚变反应来给太阳系带来光和热,其中心温度达到1500万摄氏度,另外还有巨大的压力能使核聚变正常反应。
而地球上没办法获得巨大的压力,只能通过提高温度来弥补。核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受,只能靠强大的磁场来约束。由此产生了磁约束核聚变。
参考资料来源:百度百科-核聚变
核聚变,即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。因为化学是在分子、原子层次上研究物质性质,组成,结构与变化规律的科学,而核聚变是发生在原子核层面上的,所以核聚变不属于化学变化。
热核反应,或原子核的聚变反应,是当前很有前途的新能源。参与核反应的轻原子核,如氢(氕)、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应(参见核聚变)。热核反应是氢弹爆炸的基础,可在瞬间产生大量热能,但尚无法加以利用。
如能使热核反应在一定约束区域内,根据人们的意图有控制地产生与进行,即可实现受控热核反应。这正是在进行试验研究的重大课题。受控热核反应是聚变反应堆的基础。聚变反应堆一旦成功,则可能向人类提供最清洁而又是取之不尽的能源。
冷核聚变是指:在相对低温(甚至常温)下进行的核聚变反应,这种情况是针对自然界已知存在的热核聚变(恒星内部热核反应)而提出的一种概念性‘假设’,这种设想将极大的降低反应要求,只要能够在较低温度下让核外电子摆脱原子核的束缚;
或者在较高温度下用高强度、高密度磁场阻挡中子或者让中子定向输出,就可以使用更普通更简单的设备产生可控冷核聚变反应,同时也使聚核反应更安全。
发生条件
如果要进行核聚变反应,首先就必须提高物质的温度,使原子核和电子分开,处于这种状态的物质称为“等离子体”(plasma)。顾名思义,核力是一种非常强大的力量,而其力量所及的范围仅止于10−10~10−13米左右,当质子和中子互相接近至此范围时,核力就会发挥作用,因而发生核聚变反应。
但由于原子核带正电,彼此间会互相排斥,所以很难使其彼此互相接近。若要克服其相斥的力量,就必须适当地控制等离子体的温度、密度和封闭时间﹝维持时间﹞,此三项条件缺一不可。由于提高物质的温度可以使原子核剧烈转动,因此温度升高,密度变大,封闭的时间越长,彼此接近的机会越大。
由于等离子体很快就会飞散开来,所以必须先将其封闭。用来使等离子体封闭的方法有许多种,太阳内部是利用巨大重力使等离子体封闭,而在地球上则必须采取别的方法,磁场的利用便是其中一种。当等离子体带电时,电荷被卷在磁力线上,因此只要制造出磁场,就能够将等离子体封闭,使它们悬浮在真空中。
以上内容参考 百度百科-核聚变
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