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核聚变难在哪里?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-06-14 11:55:41

核聚变难在哪里?核聚变是阿瑟·爱丁顿爵士(Sir Arthur Eddington)构想出来的。在1920年代。他无法想象太阳能从外部获得能量,所以他选择了内部的能量来源。当时,核能的想法刚刚流行起来,有关核能细节的问题可能就隐藏在太阳的核心中。

如果引力和自转产生的离心力是影响太阳形状的主要因素,那么太阳应该有一个更大的赤道隆起。由于太阳的大部分特征随着太阳黑子周期的变化而变化,天文学家预计太阳的形状也会变化。

这些观察结果又增加了一长串令人失望的期望:
 
  1. 中微子的不足。
  2. 中微子数随太阳黑子周期的变化。
  3. 太阳黑子本身的周期和黑子磁极的颠倒。
  4. 冷却器表面上方的热电晕。
  5. 太阳风离开地表后的加速度。
  6. 表面颗粒,被认为是对流,它与所有已知的对流相矛盾。
  7. 差速旋转,即赤道比两极旋转得快。

这些观察结果中的任何一个都可以成为证伪的教科书范例:科学家从理论推导出观察结果,然后再观察实际情况。如果不是理论所预测的,理论就被证伪了。科学家们重新开始,检查最初的假设和其他想法。修补理论以适应或解释数据是草率的科学。

随着太空时代的到来,很明显宇宙——尤其是太阳——是由等离子体组成的。一个世纪的等离子体实验表明它具有电活性,太空时代的数据表明它可以在恒星甚至银河系的距离上传输电能。

现在有一种方法可以从外部为太阳供电。它的形状将由电磁力决定,而不是重力和离心力。它的旋转也会受到电磁驱动,就像一个电动机,而不是作为坍缩星云的残留物(另一种引力理论从未奏效)的惯性驱动。如果银河电流为太阳和所有恒星提供能量,就像实验室气体放电管中的等离子体放电一样,那么这些异常观测就可以得到解释,而不需要修补这个理论。

核聚变难在哪里?制造核聚变并不难。你可以用一种叫做Farnsworth-Hirsch fusor的加速装置来做到这一点,这是一种静电装置,你可以很容易地在家里组装。

核聚变难在哪里?

困难之处在于,要制造一个能以显著速度产生核聚变的聚变反应堆,从而从反应中获得的能量要远远超过设备本身的能量。

这是一个困难的问题,基本上是因为为了使两个原子核融合,必须使它们足够接近,以便它们有可观的机会通过排斥性库仑势垒产生量子隧穿,在这个区域,强力可以把两个原子核结合成一个更大的原子核,加上一些碎片,带走剩下的动量。这的确是一个非常困难的问题,到目前为止所发现的唯一可行的方法是热武器——实现高温等离子体和足够的监禁时间使用小裂变武器主要驱动聚变燃料的快速压缩,然后燃烧。

迄今为止,由于等离子体的不稳定性和轫致辐射损失以及等离子体中的碰撞损失,磁约束聚变被证明是难以实现的。你可以很容易地制造核聚变,只是到目前为止在地球上还不能轻易地制造一个动力反应堆。太阳管理通过温度相对较低但相当高密度等离子体和监禁时间趋于无穷时,质子在阳光下别无选择,只能继续,继续碰撞和碰撞,直到他们最终融合在很慢的反应p + p - > D +中微子+正电子。

核聚变难在哪里总结:核聚变很容易,但我们需要可持续的核聚变,产生的能量要比用于反应的能量多。所以,我们可以很容易地融合原子,但是我们花费了更多的能量来让氘原子融合。这是由于低熔合反应截面造成的。因为我们不能操纵重力,所以我们需要利用电磁场。我们需要尽可能密集的等离子体,但最好的反应堆只能管理大约3Bar的等离子体压力。因此,为了让原子更快地聚变,我们需要比恒星核心更高的极端温度。这需要额外的能量。我们还需要更大容量的等离子体——因此反应堆需要更大。
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