1樓:我是小熙呀
其實核聚變的過程並不複雜,只要給予足夠的高溫和高壓,輕核原子的核外電子脫離了原子核的束縛成為自由電子,而原子核之間距離縮小就有了相互融合成更重原子核的機會,之間會將會虧損部分質量,而巨大的能量就從這虧損的質量中轉換而來!能量大小遵守e=mc²,參與聚變的原子核越多,虧損的總質量越大,那麼釋放的能量也越大!
上圖就是就是太陽中核聚變的過程:兩個氫原子核聚變生成氘,氘與氫聚變生成氦3,兩個氦3聚變生成氦4,而有部分氦3會交換到太陽表面隨著太陽風擴散到太陽系內,而月球因無大氣遮擋在表面沉積了大量的氦3,當然同理水星也是,但月球距離我們最近!而氦4則更穩定,在現階段的太陽並不能燃燒,等著未來氦閃吧!
當然說起來非常簡單,而聚變對於太陽質量的恆星來說就是這麼簡單,因為太陽的核心溫度高達1500萬度,高達2500億個大氣壓以上,因此原子核在自由電子游離之後碰撞機率極高,在太陽核心處,每秒都有6.5億噸元素參與聚變,虧損的質量超過400萬噸!太陽源源不斷的熱量就來自於此,而地球僅僅只獲得了二十億分之一就讓萬物鬱鬱蔥蔥、生命蓬勃發展!
但在地球上,如此極端的條件卻難以實現,即使我們實現了上億度的高溫以及上百秒的約束時間仍然不足,太陽的核心只有1500萬度即可核聚變是因為還有2500億個大氣壓,但在託卡馬克的環形室內卻是高度真空!因此我們需要更高的溫度或者更久的時間才能達到商業化的目的!
當並非只有託卡馬克,還有仿星器,更有慣性約束核聚變等幾種方式,但到現在為止沒有一家實現商業化核聚變!
恆星上如此簡單的過程我們人類卻窮盡科技都無法實現,這就是宇宙對於文明的門檻,我們必須要跨過這個限制才會讓文明上升到一個新的階段!但假如無法實現的話,也許我們人類就得倒在「無限能源」的前夜!在化石能源耗盡後只能利用太陽能或者太陽的衍生能源賴以度日,未來的規模就被侷限在地球上了,所以我們必須跨過核聚變這道門檻
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