核裂变反应堆和核聚变反应堆之间的异同点是什么?

时间:2021-10-12 09:02:11   作者:
聚变反应堆(我们还没有建造)产生能量,但聚变像氢或氦这样的轻原子。在这个过程中,新的、更重的原子产生了,大量的能量从剩余的质量中释放出来。我们的太阳和其他所有恒星都是根据这一原理运行的。氢弹也使用这一原理。创建可控聚变反应的主要问题是,为了使两个核聚合(以便它们能聚变),反应堆需要将元素(燃料)加热到极高的温度,然后保持这个温度。因为我们没有能够容纳这种热物质,等离子体的材料,所以我们试图用电磁场来容纳它。这在理论上是可行的,但在实践中使用等离子体是一个相当大的挑战。

核裂变反应堆和核聚变反应堆之间的异同点是什么

裂变反应堆通过分裂重的、可裂变的原子来产生能量,比如U235或P239。在这个过程中,更轻的原子产生了。此外,在重原子分裂后,很少有中子被释放出来——这些中子随后撞击其他重原子并使它们分裂。这被称为连锁反应。最重要的是,大量的能量以热的形式释放出来(从剩余的少量质量中)。这是热能,然后利用它将水蒸发成蒸汽,为发电机提供动力并产生电力。这项技术已经得到了很好的研究,并且从20世纪50年代早期就开始商业化。

两者有一个很大的相似之处,那就是它们都依赖于转化,而转化会导致质量的损失,因此会释放大量的能量,这与E=Mc2是一致的。裂变转化是将重核分裂成质量稍小的形式。聚变变换是轻核结合成质量较小的形式。在这两种情况下都有大量的能量释放——大部分是以热的形式。这些能量可以通过传统的电力技术转化为电能。

在这个元素周期表的舞蹈中,铁是中点。原则上,较重元素的原子核会裂变并失去质量,而较轻元素的原子核会聚变并失去质量。有两个很大的区别。裂变反应堆在1000摄氏度左右的温度下工作,聚变反应堆需要超过太阳温度的超高温度。核聚变的关键问题是开发制造和控制这些温度的技术和材料。事实证明,60多年来,这个问题一直难以解决。

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核聚变的好处是;这个过程产生的残余放射性非常小。它们的寿命相对较短。另一方面,裂变产生大量和长寿命的放射性物质-主要以锕系元素的形式存在。因此,裂变反应堆的废物储存问题。尽管存在所有这些问题,我的观点是,从现在起一个世纪后,核能将成为人类的主要能源。
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