聚變能量
氘和氚發(fā)生聚變后,2個原子核結合成1個氦原子核,并放出1個中子和0.176億電子伏特能量。每一次氘氚聚變時釋放的能量,比一次鈾-235裂變釋放的約2億電子伏特能量少得多。中子和質子統(tǒng)稱核子。氘氚聚變時只有5個核子參加反應,而鈾-235裂變時有236個核子參加反應。因此如果按平均每個核子釋放的能量來比較,氘氚聚變釋放的能量是鈾-235裂變釋放的能量的4.14倍。
不僅輕原子核聚變時,每個核子釋放的能量,也就是每千克聚變燃料釋放的能量比裂變多,更主要的是,地球上聚變燃料的儲量比裂變燃料豐富得多。
據估計,地球上總的水量,包括海水、冰川、河水等,共138.598億億立方米,其中海水占99.3%。水中氘的含量非!柏S富”,每升水含0.03克氘,比海水中鈾的含量大1萬倍。因此地球上的水中約有40萬億噸氘。
氚可以由鋰制造。鋰主要有鋰-6及鋰-7兩種同位素。鋰-6吸收1個熱中子后,可以變成氚并放出能量;鋰-7要吸收快中子才能變成氚。地球上鋰的儲量雖比氘少得多,也有2000多億噸。
氘不僅儲量豐富,而且提取方便。地球上的鈾礦,含量千分之幾就算較富的礦了。在開采鈾礦的過程中,還有粉塵及放射性氡氣。而水中提取氘,不用探礦和采礦,也沒有粉塵和放射性污染。再加上聚變燃料單位質量釋放的能量多,所以使用聚變能源時,燃料費更低。
聚變能源不僅豐富,而且安全、清潔。要產生裂變鏈式反應,并使裂變堆能運行一段時間,必須使核燃料的裝載量超過維持鏈式反應所需的質量。這就使裂變堆,特別是快堆,核燃料的裝載量很大,高達數噸。如果出現使功率陡增的瞬發(fā)臨界等事故,就會釋放大量的能量和放射性物質,因此要采用一系列安全措施。而聚變燃料是按一定的速度加入的,燃料的數量少,即使失控也不會產生嚴重事故。
聚變原理
聚變能源與裂變能源
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