可控核聚变是一种能源技术,它模拟太阳和其他恒星内部的能量产生过程,通过在实验室条件下实现轻原子核(如氢的同位素氘和氚)的聚变反应,释放出巨大的能量。
在太阳和其他恒星中,高温高压的环境使得氢原子核克服彼此之间的电磁斥力,在极短的时间内融合成更重的原子核,如氦,同时释放出大量的能量。这个过程称为核聚变。
在地球上实现可控核聚变,需要以下几个关键条件:
1. 高温高压:聚变反应需要极高的温度(数百万摄氏度)和压力,以使原子核克服电磁斥力发生碰撞。
2. 磁约束:在实验室中,通常使用磁场来约束高温等离子体(由带电粒子组成的气体),防止其与容器壁接触,因为等离子体与任何固体表面接触都会迅速冷却并损坏。
3. 能量平衡:在聚变反应中产生的能量必须大于维持聚变反应所需的能量,即实现所谓的“能量增益”。
目前,全球多个国家和研究机构都在致力于可控核聚变的研究,其中最著名的实验装置是国际热核聚变实验反应堆(ITER)。如果可控核聚变能够成功实现并商业化,它将是一种几乎无限的清洁能源,因为它使用的燃料(氘和氚)在地球上非常丰富,且聚变反应不会产生长寿命的放射性废物。
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