1939年,美国物理学家贝特通过实验证实,把一个氘原子核用加速器加速后和一个氚原子核以极高的速度碰撞,两个原子核发生了融合,形成一个新的原子核——氦外加一个自由中子,在这个过程中释放出了兆电子伏的能量,震惊世人,这也是太阳燃烧四十五亿年的原理。
核聚变反应堆的原理很简单,将作为燃料的氘和氚混合气体被加热到等离子态,想要达成第一步必须有一座真空室,外面还必须有一圈束缚磁场,将几十万几百万的温度束缚住,因此才会有超导托卡马克装置的出现。
等到氘和氚的混合气体温度足够高到使得电子能脱离原子核的束缚,原子核能自由运动,这时才可能使得原子核发生直接接触。
然后是第二步,为了克服原子核之间的斥力,原子核需要以极快的速度运行,而最简单的方法就是继续加温,达到上亿度,使得布朗运动达到一个疯狂的水平!
然后就简单了,超高温下,氚的原子核和氘的原子核以极大的速度发生碰撞,产生了新的氦核和新的中子,释放出巨大的能量!
经过一段时间,反应体已经不需要外来能源的加热,核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要氦原子核和中子被及时排除,新的氚和氘的混合气被输入到反应体,核聚变就能持续下去。产生的能量一小部分留在反应体内,维持链式反应,大部分可以输出,作为能源来使用。
这也就是所谓的能量增益因子(q值),当输入的能量与聚变反应产生的能量相等,即能量增益因子等于1时,称为得失相当。实际上,由于创造聚变条件消耗的电能,一般要3倍于它的热能才能生产出来,所以要使能量增益因子等于3时,才能真正地实现得失相当,能量收支平衡。
核聚变比核裂变有很大的优势,一是地球上蕴藏的核聚变燃料远比核裂变丰富得多,二是干净安全,因为核聚变不会产生污染环境的放射性物质,所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行,所以是安全的。
只不过说起来简单,但是实现起来对于现在的技术来说却很难很难,人类有记录的实验中,至今只能做到简短的反应,q值得最高也不过。
不过张恒在得到异形位面那超过现实200年的技术后,却完全能够做到,他手上有常温超导技术,能够充当高温点火的激光发生器技术,还有核反应堆的成熟资料,这么多的条件放在眼前,再加上严荣华和罗金成这两个国际顶尖的物理学家,制造成熟的核聚变装置,便是必然了。
之后,整个实验室的电源都被新的核聚变反应堆接替,每天的发电量为2000万千瓦/小时,大约是三峡发电
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