高中物理 《核聚變》文字素材3 新人教版選修3-5（通用）

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1、核聚變 概述核聚變，即氫原子核（氘和氚）結(jié)合成較重的原子核（氦）時放出巨大能量。熱核反應(yīng)1，或原子核的聚變反應(yīng)，是當(dāng)前很有前途的新能源。參與核反應(yīng)的輕原子核，如氫（氕）、氘、氚、鋰等從熱運(yùn)動獲得必要的動能而引起的聚變反應(yīng)（參見核聚變）。熱核反應(yīng)是氫彈爆炸的基礎(chǔ)，可在瞬間產(chǎn)生大量熱能，但目前尚無法加以利用。如能使熱核反應(yīng)在一定約束區(qū)域內(nèi)，根據(jù)人們的意圖有控制地產(chǎn)生與進(jìn)行，即可實現(xiàn)受控?zé)岷朔磻?yīng)。這正是目前在進(jìn)行試驗研究的重大課題。受控?zé)岷朔磻?yīng)是聚變反應(yīng)堆的基礎(chǔ)。聚變反應(yīng)堆一旦成功，則可能向人類提供最清潔而又是取之不盡的能源。反應(yīng)條件反應(yīng)條件核聚變是指由質(zhì)量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如

2、超高溫和高壓），發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。原子核中蘊(yùn)藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變化為重的原子核，叫核聚變，如太陽發(fā)光發(fā)熱的能量來源。目前人類已經(jīng)可以實現(xiàn)不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用，必須能夠合理的控制核聚變的速度和規(guī)模，實現(xiàn)持續(xù)、平穩(wěn)的能量輸出?？茖W(xué)家正努力研究如何控制核聚變，但是現(xiàn)在看來還有很長的路要走。可控核聚變方式目前主要的幾種可控核聚變方式：超聲波核聚變激光約束（慣性約束）核聚變磁約束核聚變（托卡馬克）典型的聚變反應(yīng)是411H42He+20+1e+2.67107eV21H+21H32He+10n+3.2106eV21H+21H31H+11H+4106eV31H+21H42He+10n+1.76107eV后三個反應(yīng)的凈反應(yīng)是521H42He+32He+11H+210n+2.48107eV