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核聚变放能吸收热量的效率____核聚变释放能量的原理

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裂变的效率

1、从目前状况来讲,核裂变的热效率不足30%(从理论上来讲,我们可以利用70%—75%,只是技术不成熟),而且目前人类还不能很好地利用核聚变(托克马克也只是实验用的)。

2、理论上,核聚变反应的质能转化率0.7% ,核裂变反应为核聚变反应质能转化率的四分之一,即0.135%。

核聚变放能吸收热量的效率____核聚变释放能量的原理
图片来源网络,侵删)

3、如果看单个粒子的放能,裂变放能是200MeV左右,而聚变只有十几MeV,但从单位质量的粒子数看,轻核就占很大优势,质量数之比为4:235,所以同样是1g氘要比1g铀235释放的能量大的多。

4、核裂变发电厂通常具有较高的效率和稳定性。核反应所释放的能量可以充分利用,不会有大量的能量损失。而且,核裂变发电过程相对稳定,不会受到外界因素的干扰,可以实现时间、稳定的电力供应。

5、相比聚变反应,裂变反应的效率太低了。 裂变反应的门槛儿低,效率也低。在核电站的裂变反应堆中,核燃料只有不到1%的质量能被转化成能量;而在聚变反应中,将有7%的质量被转化成能量。

核聚变放能吸收热量的效率____核聚变释放能量的原理
(图片来源网络,侵删)

核聚变有多厉害?科学家:0.6吨核聚变燃料,相当于200万吨煤炭

那么需要的煤的数量是200万吨。利用核能发同等量的电,核裂变需要30吨核燃料,核聚变则仅仅需要0.6吨核聚变燃料就能做到。

恒星核聚变这可能是自宇宙物质原子形成以后最先出现的超级能量了,嗯,只是可能,因为有可能比它更早的,我后面会提到。

它大约是燃烧1吨煤释出的能量的30亿倍。最重要的是,“湮灭”后,它不会留下残渣或是任何有害气体。科学家们还计算出,10毫克的反质子,大概只有1粒盐那么大,即便如此,它也能产生相当于200吨化学液体燃料的推进能量。

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(图片来源网络,侵删)

原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。核聚变是核裂变相反的核反应形式。科学家正在努力研究可控核聚变,核聚变可能成为未来的能量来源。

核聚变反应能量计算

可控核聚变公式为1N+He→1O+1H,Be+He→12C+n。可控核聚变,一定条件下,控制核聚变的速度和规模,以实现安全、持续、平稳的能量输出的核聚变反应。有激光约束核聚变、磁约束核聚变等形式。

E=mc^2 E是能量,单位是焦耳(J)。 m是质量,单位是千克(Kg)。

核裂变的能量计算公式为E=mc2(由爱因斯坦提出),而核聚变的能量计算公式为E=Δm×c2(Δm是原子核的质量损失)。简单的计算可以得到,核裂变的能量更大,也就是说,核裂变的能量比核聚变释放的能量更多。

反物质与正物质相遇,发生湮灭反应,释放的能量可以用质能方程算出。就单个反应而言核聚变放出的能量没有核裂变多,但是只有重元素能够发生核裂变。所以,就单位质量而言核聚变释放的能量是核裂变的4倍。

质量亏损是反应前的总质量减反应后的总质量,E=mc^2,E指的是物质具有的所有能量,包括动能。但实际上题中氘核开始的动能应该另算。也就是:2*氘核的质量为0136u-中子质量为0087u-氦3的质量为0150u。

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