式怎么变化,参与反应的原子本身是不会改变的。
但是在核聚变反应中,这个规则被打破了。
氘和氚都是氢的同位素,但在核力之下,它们变成了氦。
因为它们并非化学反应,而是原子核内部的反应。
原子核里的质子带的都是正电,而电荷拥有着拥有着同性相斥的原理。
它们彼此之间会产生名为库仑力的排斥力。
理论上它们彼此之间的距离越近,排斥的力量就越大。
到了原子核这种微观的距离时,两者之间的排斥力,就会大到不可思议的地步,接近无穷。
但是在微观世界里,还有一种力。
叫做强相互作用力。
当两个质子的距离,达到1.5乘以10的负15次方米,大于0.8乘以10的-15次方米时。
神奇的事情就发生了。
两个质子之间的排斥力在这个尺度下会消失,取而代之的是另一种。
强相互作用力!
这种力会将质子结合在一起,形成新的原子。(其实有一种叫做胶子的东西在起作用,由于太过于复杂,这只是本小说,所以就不展开了。)
将氘原子和氚原子之间的距离压缩到这个距离时。
它们就会自发地结合。
核聚变反应就开始了。
而想要达到这一步,需要两个步骤。
一个是将作为反应体的混合气体加热到等离子状态。
这一步的目的,是将原子核外的核外电子给去除,让电子能够脱离原子核的束缚。
有了这个前提下,原子核才能彼此之间接触,进行接下来的聚变反应。
完成第一步后,为了克服原子核之间的库仑力,需要原子核以极快的速度发生碰撞。
为了完成这一步,最简单的方法就是高温高压。
在太阳的内部,有2500亿个大气压的压强。
在这种高压下,只需要1600万摄氏度,就能发生聚变反应。
但是很明显,在地球是不可能实现这种高压的。
因此需要用温度来补偿缺少的压力,大约需要1.5亿摄氏度的高温,核聚变反应才能够进行。
理论很简单,但最大的困难就是如何去驾驭这个1.5亿摄氏度的反应堆。
目前主流科学界给出了两个解决方向。
一个是惯性约束,另一个是磁约束。
所谓的惯性约束,就是将反应气体装入一个小球内。
然后用激光照射小球,使得球体内部气体温度急剧升高,产生大量的热能。
受它的反作用力,球面内层向内挤压,使反应气体约束。
原理虽然很简单,但实现起来和天方夜谭差不多,目前这个方向还只停留在理论上。
而另一个磁约束,就靠谱多了。
由于原子核是带正电的,那么我们只要建立一个环形的磁场。
只要磁场足够大,粒子就跑不出去。
这个方案在理论上可行,并且已经有科学家做出来了。
目前最主流的两个方案。
托卡马克和仿星器,就是磁约束模型的实际案例。
但这并不代表着可控核聚变已经离人类不远了。
相反,越是接近可控核聚变,就越是清楚。
这条道路,究竟是多么的困难重重。
飞卢小说,飞要你好看!
本章完