人教版 (新课标)选修3选修3-5第十九章 原子核7 核聚变教案设计

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产生可控核聚变需要的条件非常苛刻。我们的太阳就是靠核聚变反应来给太阳系带来光和热，其中心温度达到1500万度，另外还有巨大的压力能使核聚变正常反应，而地球上没办法获得巨大的压力，只能通过提高温度来弥补，不过这样一来温度要到上亿度才行。核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受，只能靠强大的磁场来约束。此外这么高的温度，核反应点火也成为问题。不过在2010年2月6日，美国利用高能激光实现核聚变点火所需条件。中国也有“神光2”将为我国的核聚变进行点火。
2、核聚变的反应装置
目前，可行性较大的可控核聚变反应装置就是托卡马克装置。
托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字Tkamak 来源于环形(tridal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(ktushka)。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。
托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。
我国也有两座核聚变实验装置。
3、核聚变的优劣势
优势：
（1）.核聚变释放的能量比核裂变更大
（2）.无高端核废料
（3）.可不对环境构成大的污染，而且反应过程容易控制，核事故风险 极低！
（4）.燃料供应充足，地球上重氢有10万亿吨（每1升海水中含30毫克氘，而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油）
（5）.无法用作核武器材料 也就没有了政治干涉！
劣势：
反应要求极高，技术要求极高
（对于核裂变，由于原料铀的储量不多，政治干涉很大，放射性与危险性大，核裂变的优势无法完全利用。截至2006年，核能（核裂变能）发电占世界总电力约15%。说明了核裂变的应用的规模之大，更能说明优势比核裂变更大的核聚变能源前景更加光明。科学家们估计，到2025年以后，核聚变发电厂才有可能投入商业运营。2050年前后，受控核聚变发电将广泛造福人类。 ）
扩展阅读：
1.美利用高能激光实现核聚变点火所需条件 10-2-6
2.美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的国家点火装置（NIF）的研究人员表示，首批完成的试验显示，借助独特的物理 效应，他们能为实现自持（self-sustaining）核聚变反应提供核聚变点火所需的条件。
3.在NIF惯性约束核聚变试验中，192束高能激光束的能量可聚集于橡皮擦大小的圆柱形黑体辐射空腔，空腔中装有 充着氘和氚（氢的两种同位素）的微小球形靶件（核聚变燃料靶件）。激光能量在黑体辐射空腔内转换成X射线轰击靶件，靶件在X射线的作用下外层发生熔化并快 速内向压缩，其中的氘和氚原子核发生聚变，释放出数倍于激光束的巨大能量。