聚变反应的反应堆
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发布时间：2022-04-23 09:30
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热心网友
时间：2023-06-26 20:31
ITER Tokamak 反应堆
我们首先探讨磁约束。下面是它的工作原理：
加速器释放出微波、带电粒子束和中性粒子束，用于加热氢气的气流。在高温下，氢气从气态变为等离子体。这种等离子体受到超导磁体的挤压，进而发生聚变。在用磁场约束等离子体时，最有效的磁体形状是面包圈形（即环形）。
采用这种形状的反应堆称为 Tokamak。ITER Tokamak 将是一个式反应堆，其部件都装在不同的盒子中。进行维护时，工作人员可以方便地插入和拔出这些盒子，而不必拆开整个反应堆。该 Tokamak 的等离子体环形室将采用 2 米的内半径和 6.2 米的外半径。
下面我们来详细考察 ITER 核聚变反应堆，看看磁约束是如何起作用的。 ITER Tokamak 反应堆的主要组件包括：
真空室 -- 用于盛放等离子体，并将反应室置于真空中
中性束注入器（离子回旋系统）-- 将加速器释放的粒子束注入等离子体中，以便将等离子体加热到临界温度
磁场线圈（极向环形）-- 用磁场来约束、定型和抑制等离子体的超导磁体
变压器/*螺线管-- 为磁场线圈供电
冷却设备（冷冻机、低温泵）-- 用于冷却磁体
包层模块 -- 由锂制成，用于吸收核聚变反应中的热量和高能中子
收集器 -- 排出核聚变反应中的氦产品 下面是磁约束核聚变过程的作用机制：
核聚变反应堆加热氘和氚燃料的气流，使之形成高温的等离子体。接下来，反应堆对等离子体施加压力，继而发生聚变。
启动核聚变反应所需的电能约为 70 兆瓦特，但该反应生成的电能约为 500 兆瓦特。
核聚变反应将持续 300 到 500 秒（最终将形成持续的核聚变反应）。
等离子体反应室外部的锂包层将吸收核聚变反应中释放的高能中子，从而产生更多的氚燃料。在高能中子的作用下，这些包层也会被加热。
水冷回路将热量转移至热交换器，最终形成蒸气。
蒸气将被重新压缩成水，以便让热交换器吸收反应堆中的更多热量。
起初，ITER Tokamak 将测试建造持续核聚变反应堆的可行性，最终将变为一座测试核聚变发电厂。
在劳伦斯利弗莫尔实验室的国家点火设施 (NIF) 中，科学家们正在试验用激光束来诱发聚变。在 NIF 设备中，192 条激光束将聚焦于一个直径为 10 米的靶室上的一点，这个靶室称为黑体辐射空腔。根据科学和工程百科全书，黑体辐射空腔是指“腔壁与腔内的辐射能量达到平衡的腔”。
在靶室内部的焦点上，将有一个豌豆大小的氘-氚粒状物，其外侧包有一个小型塑料圆筒。激光的能量（180 万焦）将加热圆筒，并生成 X射线。在高温和辐射的作用下，粒状物将转化为等离子体，且压力不断升高，直至发生聚变。核聚变反应寿命很短，大约只有百万分之一秒，但它释放的能量是引发核聚变所需能量的 50 到 100 倍。在这种类型的反应堆中，需要相继点燃多个目标，才能产生持续的热量。据科学家估计，每个目标的成本可控制在 0.25 美元左右，从而大大降低了核电厂的成本与磁约束核聚变反应堆类似，惯性约束核聚变中的能量也将被转移至热交换器生成蒸气，进而通过蒸气来发电。
目前，NASA 正在研制一种小型的核聚变反应堆，用于为深空火箭提供动力。核聚变推进器具有无限的燃料供应（氢），其效率更高，可令火箭飞得更快。
热心网友
时间：2023-06-26 20:31
有人还没搞清楚核聚变和核裂变就来说不可能。
核裂变=原子弹，原子弹用材料铀或钚，利用高纯度矿石达到临界质量发生链式反应，把铀或钚裂变成其他元素释放出能量。
核聚变=氢弹，用氢的同位素在高温下发生聚变，释放出中子，合成为氦元素释放出能量。
简单说，元素周期表排名靠前的都是轻元素，靠后的都是重元素。轻元素聚合变成重元素叫聚变，重元素衰变变成轻元素叫裂变，搞搞清楚再来说话。
核聚变的能量可以秒杀核裂变，因为所有的恒星都是靠核聚变发光发热的，比如太阳。
核聚变的污染远远小于核裂变，氢的同位素都是在海水里提炼的，不具有放射性，可以说这个才是清洁能源。
目前可控核聚变的反应堆连高中生都能做出来，但前提是反应时间多久？反应温度多高？持续一秒钟也可以说我做成了一个聚变反应堆，但和发电级别的大型聚变反应堆比起来就很渺小了。
目前全世界都没有核聚变反应堆发电的，不是因为不能发，而是因为不划算。
我花一亿度电让氢的同位素达到了临界温度，他们开始发生聚变，最后只产生了一亿度电，你说谁会干这蠢事？建这样一个聚变反应堆电站做实验也就罢了，拿去发电就有点滑稽了。
热心网友
时间：2023-06-26 20:31
核聚变反应堆，中美印等七大国齐出手，将解决困扰人类的难题
