有关热核反应的相关知识

1、.有关热核反响的相关知识用人为的方法控制的热核反响，它是目前各国科学家研究的前沿尖端课题它比产生爆炸式的热核反响要复杂得多，困难得多它必须具备下述一些条件：几千万度以上的高温，在这个温度下等离子气体中的部分原子核可能进展聚变反响，温度越高聚变反响进展得越快充分约束即把高温下的等离子体约束在一定区域内，保持足够的时间，使其充分聚变相当低的密度高温下的等离子气体具有很高的压强，因此要把容器内的气体抽到相当真空，使单位体积内的粒子数不能超过10的15次方个，相当于常温下气体密度的几万分之一保证自持处于高温下的等离子体的不稳定性，使它只能被约束一个很短的时间为了使足够数量的等离子气体发生聚变反响，并能

2、自持下去，就必须对参与反响时的等离子气体的密度和实现对它可靠的约束时间之间有一个要求，即劳逊条件这个条件单就时间而言氘氘反响至少为10s，氘氚反响仅需0.1s尽管如此，由于受控热核反响的诱人前景，各国科学家们仍在坚持不懈地努力探究，改进装置典型的有欧洲的托卡马克；准稳态环形磁场受控热核装置在高温下使轻元素的原子核发生可控制的聚变反响而形成重元素原子核的过程。热核反响过程中放出大量核能，这是太阳、恒星和氢弹的能量来源。受控热核反响在可控制的条件下进展，反响过程不象氢弹那样猛烈，释放出来的能量可以转换为电能。海水中含有大量的氘氢的同位素，可作为热核反响的燃料，假如受控热核反响一旦实现，将使人类获得

3、一种几乎取之不尽的能源。受控热核反响从20世纪50年代初开场研究，获得了很大的进展，但仍停留在实验室研究阶段。不过这方面的研究工作已经有力地推动了磁流体力学和等离子体动力学的开展。受控热核反响条件受控热核反响研究的第一步是实现点火。所谓点火是指聚变产生的功率等于等离子体辐射损失的功率，这是受控热核反响实际进展时的最低要求。J.D.劳孙给出的判据劳孙判据为:对氘-氘反响,kg2温度高于2亿开,10秒/厘米；对氘-氚反响，温度高于5000万开,kg210秒/厘米；其中为每立方厘米等离子体中所含原子核的个数；kg2为等离子体能量约束时间。换句话说，点火条件是把等离子体加热到5000万开至2亿开的高温

4、,并使一定密度的等离子体维持足够长的时间。受控热核反响的这一步，目前尚未完全到达。受控热核反响实验装置产生受控热核反响的实验装置有两大类：惯性约束装置不用特殊方法维持或约束等离子体的装置。用激光束或电子束、离子束等照射固态氘或其他燃料制成的小球靶，在对称激光束的辐射下，小球靶向中心爆聚。当小球靶的温度高于一亿开，密度比固体高几千倍以上时,就会产生受控热核反响。本质上,这种热核反响就相当于微型氢弹爆炸，而“惯性约束就意味着不约束。惯性约束涉及很多等离子体动力学问题，如激波加热问题。在爆聚过程中，假如只有单个激波，最大压缩时的密度只能增加3倍;假如对激光束的输出功率进展调制，使等离子体产生一系列激

5、波，并在所要求的时间内同时收缩到中心靶心，那么可使密度增大1000倍。要到达这种效果，大约需要7个激波。这样的时间控制,已在实验室中实现。惯性约束中的等离子体稳定性问题也是等离子体动力学研究的问题之一。由于爆聚过程相当于轻流体驱动重流体作加速运动,会产生瑞利-泰勒不稳定性见磁流体力学稳定性。其后果不仅使爆聚失去对称性，影响压缩比，而且会产生强烈混合，降低燃烧率。这是实现激光核聚变的主要障碍之一。磁约束装置用强磁场使高温等离子体与容器器壁隔开的装置，有托卡马克见磁流体静力学、磁镜、仿星器和角箍缩等。托卡马克是研究得最普遍的一种，实验数据也和劳孙判据最接近。学者们曾提出多种把等离子体加热到高温的方法。首先是欧姆加热法，即用大电流通过等离子体，等离子体由于具有一定电阻而产生热效应，温度因此升高。但是温度升到一定程度，电阻便下降，所以此法一般只能加热到1000万开左右。其次是磁压缩法，即用逐渐增强的磁场来压缩等离子体，以到达加热的目的。目前最有效的加热法是注入中性束，即把高能的中性粒子束如氘粒子束透过磁场注入等离子体，从而进步等离子体的温度。采用这种方法,1981年美国的托卡马克PLT装置已能到达8000万开的高温。目前正在研究的是波加热法，即把各种不同频率的波入射到等离子体中，通过共振使等离子体加热。被磁场包围约束的高温等离子体的一个固有特性是磁流体力学不稳定