第四百七十一章:研发二代可控核聚变的思路
第四百七十一章:研发二代可控核聚变的思路 (第2/3页)
位素氕氘氚。
就目前而言,可控核聚变在人类的理论基础上有三代路。
第一代是氘-氚可控核聚变,也就是目前这名主播展示和口中说的dt可控核聚变,也是目前人类研究的主要路线。
这条路线的优点是d-t聚变反应是最容易实现的核反应,需要的能量最低,也就是需要的点火温度最低,且反应过程中的温度最低,容易控制。
除此之外,它使用的原材料,都相对而言较为容易获得。
比如氘,氘作为氢的同位素自然存在,且通常很容易获取。氢同位素之间大的质量差异使得将他们分离非常容易。
这一点不像高质量的铀的同位素分离,铀的同位素分离就可以说是折腾死个人了。
氘容易获得,另外一个氚也相对容易。
氚也是自然存在的氢的同位素,只不过是由于其半衰期较短,只有12.32年,所以从自然界的获取难度较高,但氚可以通过中子轰击锂板来制造。
所以获取难度上相对而言也不算很困难。
不过相对而言,dt可控核聚变也是优缺点的。
首先是产生的中子太多,会导致反应堆材料被中子活化。
其次是反应过程产生的能量只有20%被带电粒子携带,而剩余的大部分能量被中子带走。
这一点限制了直接能量转化技术。
除此之外,还有整个反应会涉及到具有反射性的氚。
类似于氢原子,氚原子其实也不容易被控制,在聚变的过程这种,往往也会有一部分泄露出反应堆,而研究表明氚的泄露会造成可观的环境核污染。
当然,相对于它容易实现,能提供巨额能源的优点来说,这些缺点就不算什么了。
而第二代则是氘和氦-3聚变可控核聚变,俗称‘二代聚变’。
相对比第一条路线来说,如果选用二代氘和氦-3进行聚变。
第一个优势是燃料便宜,氘很容易分离得到,省去了数量稀少的氚后,不需要研究氚自持技术,以及节省了锂!
而氦三虽然在地球上的储量较少,但隔壁月球的存量人类几亿年都用不完。
所以也不必如何考虑获取它。
第二个优点则是二代聚变产生的中子数量只有氘-氚聚变的三分之一甚至五分之一,这是个很不错的地方。
越少的中子辐射,那么中子辐照的问题处理起来就越简单。
如果中子辐照减少到dt聚变的五分之一,那么以现有的技术,都能做到对其进行控制或者防护。
有优点,那肯定就有也有缺点。
首先是是点火温度比较苛刻,二代氘-氦3聚变的点火温度大约是一代氘-氚可控核聚变的的六倍。
如果说,dt可控核聚变的点火温度是五千万摄氏度的话,那么氘和氦-3可控核聚变的点火温度则超过了三亿摄氏度。
对于如此高的温度进行控制,是很难的一件事情。
至于第三条路线,则是纯氦三聚变了。
也就是氦三-氦三核聚变,这才是真正的清洁能源,完全没有中子辐射。也是所有研究可控核聚变科学人的梦想,称为终极核聚变。
只不过这条路线,对于点火温度的要求实在太高太过于苛刻。
以各国科学家计算出来的数据,如果要实现氦3-氦3核聚变的话,需要的点火温度得达到80亿开氏度。
如果换算成摄氏度,是7999999726.85℃。
嗯,没错,只比开氏度少了272.15度。
很多人可能会奇怪,1开氏度不是等于-272.15 摄氏度吗?按照这个换算比例的话,应该是80亿开氏度除以272.15啊。
但实际上,开氏度的换算和摄氏度的换算并不是这样的,而是
【k=℃+273.15】
所以这两的变化度是一样的,增加1开尔文就是增加了1摄氏度,只不过0℃=273.15k而已。
除了一开始的273.15的差距外,两者其实是1:1升值或者降值的。
而7999999726.85摄氏度的温度,对于人类来说,和80亿度似乎也没什么区别。
反正目前
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