038 初窥聚变(2 / 3)
2h+3h->4he+1n
人类目前掌握的只有不可控核聚变,比如蘑菇弹之一的氢弹,一种由核裂变引导的不可控核聚变。
因此目前全球范围内的核电厂,绝大部分都是核裂变,更准确的说是可控核裂变。原材料多采用很常见的铀,但也有其非常的负面影响,核辐射以及核废料问题。
裂变的过程属于链式反应。热中子轰击铀-235会放出2到4个中子,中子再去撞击其它铀-235,从而形成链式反应而自发裂变。
看起来很简单,让所有人感觉似乎能手搓核反应堆的错觉,毕竟只要中子撞上铀-235就能发生链式反应,从而进行核裂变。
思考到这里森正浩不由得,想到一个笑话。人造飞行器是怎么穿越小行星带没有被撞下来的?
很多人对于小行星带的第一印象,就是密麻麻的类似蚂蚁窝。但实际上,就拿星体密度最大的柯伊伯带来说。
在宇宙的尺度上,它宽度的达到约25个天文单位,也就是38亿千米。地球与月球之间的平均距离是38万公里,放在这个广袤区域内,占比不到1%。
在那么一个区域内,就算有上百万颗各类星体,彼此之间的距离都可能有数个地月距离,更别说它还是个三维空间。
那么人造飞行器为什么撞不上小行星,也就显得可笑了。
核裂变也是同样的道理,所以实际上的裂变反应难度极大,中子的半径是1^(-15)米,铀原子核的半径是1^(-15)米,能让这两个东西精准的撞在一起,难度可想而知。
裂变是重核分裂成轻核聚的过程,而聚变则恰好相反。
目前主流的研究方向是氘核与氚核碰撞后合成氦核,并产生一个中子,并释放能量。
首先,原子核外还有一层浓密的电子云,根据泡利不相容原理,这种情况下无论多大的压力都无法使得两个电子结合。
其次,是和裂变反应一样的问题,如何让聚变元素尽可能多甚至是精准地碰撞在一起,因为这也就成了所有科研人员不得不去解决的噩梦。
倘若面前都完成了,那么便到了最后的能量转化问题,根据爱因斯坦质能方程e=mc2,原子核发生聚变时,有一部分质量转化为能量释放出来,如何将这些释放出来的能量转变为电能供给人类使用,也是个问题。
当然简单粗暴的烧开水必然是一种解决方式,但仅仅是烧开水未免也太lo了。人类科技的发展,也该脱离烧开水的宿命了。