聚变的条件
- 因为质子有正电荷,它们相互排斥
- 为了克服这种斥力,质子必须有很强的高动能为了在非常高的速度
两个质子的聚变只有通过高温高压才能实现
- 为了使气体分子以这样的速度运动,气体必须被加热到数百万摄氏度——通常只有在恒星的中心才能达到这个温度
- 在常规条件下,即在地球上,原子核之间发生碰撞导致聚变的可能性非常低
- 为了增加发生在原子核之间的碰撞(以及聚变)的数量,高密度(因此压力)也是必需的
- 融合条件为:
- 非常高温的燃料
- 非常高动能/原子核克服斥力的速度
- 非常高密度/压力增加适当碰撞的可能性
来自聚变的能量
- 核聚变目前在地球上没有被用作能源的主要原因是实现(和维持)的困难。
- 高温度
- 高压力
- 虽然物理学家已经能够获得所需的温度和压力,但在包含这不可避免地意味着只能发生少量的聚变
- 如此小的核聚变速率对于当前的能源需求是没有用的
- 创造聚变所需的温度需要大量的能量
- 因此,物理学家距离他们的成果还有很长的路要走更多的聚变产生的能量比启动聚变所需的能量还要多
工作的例子
这里展示了一个发生在恒星中的氢聚变反应的例子。下面哪一项是氢聚变目前在地球上不可能实现的有效理由?
一个氢聚变产生危险的放射性废料
B氢原子核需要很高的温度才能融合在一起
C氢是一种稀有元素,很难大量获取
D氢聚变产生的能量不足以使其具有商业可行性
答:B
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- 氢原子核正电荷
- 所以两个氢核有a斥力他们之间
- 存在一个质子间的排斥力氢聚变的发生必须克服这个障碍
氢离子是质子,它们的正电荷使它们相互排斥
- 需要高温才能给原子核足够的能量来克服排斥力
- 答案是不是一个因为氢聚变反应的产物是氦
- 氦是惰性气体
- 答案是不是C因为氢是一种非常丰富的元素
- 它是宇宙中最常见的元素
- 答案是不是维因为氢聚变会产生巨大的能量
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