什么是核聚变?

核能可以通过以下两种方式获得:

  1. 一种是核裂变,即把一个重元素裂变为两个轻元素
  2. 另外一种是核聚变,就是从两个轻元素聚变成一个重元素。最为常见的是氘(Deuterium)和氚(Tritium)聚变,形成成氦,如下图所示(即3H+2H→4He+n+17.6MeV):
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核聚变损失的质量比核裂变大,所以释放的能量更大。核聚变有两个显著的优点: 1、需要的原料可以通过海水和核反应获得,相对容易得多; 2、氘和氚的半衰期只有几十年,所以不会导致长期的核废料问题。 不过,核聚变的触发条件要求非常高,需要极高的压力或者上亿度的温度才能实现,因此主要发生在太阳这样的恒星。

如何实现可控的核聚变条件?

目前主要有两种方法:

  1. 一种是磁约束法,就是将核原料约束在一个强磁空间内,不接触任何物体,然后通过电磁加热,在等离子体条件下达到聚变条件,如下图所示:
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  1. 另一种是惯性约束法,就是在极短的时间让极强的激光轰击核原料,让核原料的瞬时压强或者温度达到聚变条件,这就是此次美国NIF团队所采取的方法,如下图所示:
惯性约束法