个多余的中子,而问题也从这跑出来的多余的中子中而来!
对于裂变来说,原子核受到自由中子的轰击而产生裂变!
这个自由中子还得制造出来,但在核聚变堆中这个中子却是一个彻头彻尾多余的东西!
因为中子会被其他材料的原子核捕获而发生嬗变,一种正儿八经的材料经过一段时间的中子辐射后就成了放射性材料,而且材料整个性质也会发生改变。
用于氚氘聚变抗辐照材料不但要经受住高温,还要耐得住中子的长期轰击,迄今为止,人类科学家依旧在寻找合格的第一壁材料而努力。
这也是核聚变能否实现商业化运行的一个重大技术难点之一。
至于第二代核聚变,则指的是氘与氦三之间的核聚变,这种核聚变反应产生的中子数量比起氚氘聚变要少一个量级,目前人类用于制造裂变和反应堆的材料就能应付这样的中子轰击。
至于第三代核聚变,则是指氦三与氦三之间的核聚变,氦三核聚变完全不产生中子,因此又被称作是终极聚变。
这里,也许有人就要问了,既然氦三核聚变拥有如此多的优势,那么干嘛不直接研究氦三核聚变啊?
这里又涉及另一个重要问题。
那就是比结合能。
强作用力是原子核中质子与中子节能的力量,原子核中质子与中子的数量越多,需要将其分开的能量就越大(铁元素为峰值),元素的结合能与质子与中子数之比就是比结合能!
从氘、氚到氦元素的比结合能是节节攀升的,氘、氚只需要5K电子伏特就能实现点火,但氦3就要搞出很多。
简单的理解就是氘氚实现核聚变相对比较容易,而氦要实现聚变所需要的能量就会高得多!
因此在那个氘氚核聚变还在天上飞的时候就奢望氦三聚变,似乎还早了一点!
前苏联物理学家、托卡马克之父阿齐莫维奇曾经说过一句很黄很暴力的名言:
“当整个社会都需要的时候,聚变就会实现!”
这里面蕴含的意思就是,聚变所需要的能量等级较高,任何单一国家都不太可能撑得起这样的资源投入,想要实现,需要全人类投共同努力,方有实现可能。
这便是国际热核聚变实验堆(ITER)的合作基础。
ITER计划因为技术难度以及各国之间各自的小算盘一拖再拖,从上世纪九十年代一直到现在,核聚变的相关研究依然没能取得根本性的突
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