核聚变的核反应方程式核裂变核聚变反应方程式

这个装置，叫HL-2A，全名叫做中国环流器2号A，是做可控核聚变的。

文章插图
中国环流器2号A
“我们不是做原子弹的”HL-2A坐落在四川成都的核工业西南物理研究院，简称为核西物院。隶属于中国核工业集团。某种程度上，这是中国最神秘的单位之一，他们要做的，就是核聚变。
一提到“核”，人们脑海里大多还停留在广岛原子弹的巨大蘑菇云。所以，想到那些坐落在中国大地内陆，名字里有“核”的单位，人们总要问一句：“是不是在造原子弹啊？”
但事实上，原子弹是核能利用最原始的阶段，它背后的技术是核裂变。相较于核裂变，核聚变要更为“高级” 。核聚变，或者叫核融合，是指两个原子核结合成一个较重的核和一个极轻的核的反应。在这个过程中，会有一部分物质质量“消失”掉了。根据爱因斯坦那妇孺皆知的方程，E=mc2，这部分“消失”质量会转变为巨大的能量。核聚变是自然界最伟大的能量来源之一。天空中高悬的太阳，就是靠着核聚变产生着滋养人类的光芒。

文章插图
太阳通过核聚变反应发光发热，图片来源：helloorf.com
核聚变，就是星辰的力量。
很遗憾，关于核聚变，我们听到最多的，仍然是武器。氢弹，威力是原子弹的数百倍，基本原理就是核聚变。
【核聚变的核反应方程式核裂变核聚变反应方程式】只用作武器的话，我们未免太小看核聚变了。自从1951年，美国氢弹爆炸实验成功后，人们一直绞尽脑汁想把这毁天灭地的力量加以利用，也就是可控核聚变。
永远都是“五十年后可以商用”目前，人类最给予厚望，是氘和氚的聚变反应。这两种氢的同位素，经过聚变后可以形成一个氦核和一个中子，并放出巨大的能量。

文章插图
氘和氚的聚变反应，图片来源：Wikimedia Commons
可控核聚变被认为是人类的终极能源。原因主要有三方面：首先，核聚变的原料特别丰富，仅仅从一升海水里提炼的氘元素，通过聚变反应释放的能量，相当于300升汽油。再有，氘氚聚变几乎不产生污染物，更不会有温室气体排放；在安全性上，聚变设备只要一断电，反应就会立刻停止。
然而，可控核聚变很难，真的很难！
有多难？
业内流传一个久远的笑话：当人们问核物理科学家，“还要多久才能用上核聚变的电能？”得到的答案永远是，“五十年之后” 。
可控核聚变的难点主要有两个。一是如何实现开启核聚变反应？要引发两个原子核的聚变，需要提供巨大的能量。在氢弹中，为了达到聚变的能量要求，科学家们在氢弹中植入了一个原子弹。实际使用时，先引爆原子弹，产生瞬间的超高温，借以开启氢弹的核聚变过程。但是，总不可能在发电站里不断引爆原子弹吧？为了达到聚变需要的高温条件，人们提出了很多种解决方法，其中最为广泛采用的叫做中性粒子注入。这种技术就是使用含有很高能量的粒子去撞击核聚变原料（氘和氚），从而将它们加热到超高温度。
多高呢？一亿度！
在如此高温下，物质已全部电离，形成高温等离子体。顺便提一句，等离子体是区别于固、液、气的第四种物质形态，广泛存在于宇宙之中。雷雨天的闪电，就是一种等离子体。
有了这团一亿度的高温等离子体，随之而来的下一个问题是：用什么装啊？地球上已知最耐高温的材料是钨，就是老式灯泡里的灯丝，它熔点只有3400℃左右。如果没有材料能忍受核聚变的高温，那我们就只能不让氘和氚接触物质了。

核聚变的核反应方程式 核裂变核聚变反应方程式

核聚变的核反应方程式核裂变核聚变反应方程式