核聚变
原子核的聚變反應 / 维基百科,自由的 encyclopedia
核聚变(英语:Nuclear fusion,中国大陆、香港称为核聚变,台湾称为核融合),又称聚变反应,是指将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个极轻的核(或粒子)的一种核反应形式。在此过程中,物质并没有守恒,因为有一部分正在聚变的原子核的物质被转化为光子(能量)。核聚变是给活跃的或“主序的”恒星提供能量的过程。
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两个较轻的核在聚变过程中产生质量耗损而释放出巨大的能量,两个轻核在发生聚变时虽然因它们都带正电荷而彼此排斥,然而两个能量足够高的核迎面相遇,它们就能相当紧密地聚集在一起,以致核力能够克服库仑斥力而发生核反应,这个反应叫做核聚变。[1]
举例:两个质量小的原子,比方说两个氘原子,在一定条件下(如超高温和高压),会发生原子核互相聚合作用,生成中子和氦-3,并伴随着巨大的能量释放。
原子核中蕴藏巨大的能量。根据质能方程E=mc2,原子核之净质量变化(反应物与生成物之质量差)造成能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,称为核裂变,如原子弹爆炸;如果是由较轻的原子核变化为较重的原子核,称为核聚变。一般来说,这种核反应会终止于铁,因为其原子核最为稳定。
1920年,亚瑟·爱丁顿提出氢氦聚变可能是恒星能量的主要来源。在欧内斯特·卢瑟福的核嬗变实验基础上,马克·奥利芬特于1932年完成了氢同位素的实验室聚变。1930年代,汉斯·贝特提出了恒星核聚变主循环的理论。1940年代初,作为曼哈顿计划的一部分,开始研究用于军事目的的核聚变。1951年,在核试验中完成了核聚变。1952年11月1日,在常春藤麦克氢弹试验中首次进行了大规模核聚变。
最早的人工核聚变技术在氢弹上得到体现。1950年代,人类开始研究用于民用目的的受控热核聚变。