核聚变反应机制及应用探究

核聚变是指质量轻的原子核（如氢的同位素氘和氚），在一定条件下，发生原子核聚合作用，生成较重的原子核（如氦），并释放出巨大能量的核反应，如图1－4所示。

利用轻核聚变原理，人类早已实现了氘氚核聚变——氢弹爆炸，但氢弹是不可控制的爆炸性核聚变，只有让核聚变反应可控，才能实现核聚变能的和平利用。

受控核聚变的条件非常苛刻，技术难度极高，在理论上要求具备三方面条件，即具有足够高的点火温度（几千万摄氏度甚至几亿摄氏度的高温），非常高的密度（相当于常温常压下密度的几万倍）、高温度和高密度维持足够长的时间。

目前，实现可控核聚变最为人熟知的方法是“托卡马克”型磁场约束法。它是利用大电流所产生的强磁场，把等离子体约束在很小范围内以实现聚变反应的方法。虽然在实验室条件下已接近成功，但要达到工业应用，还要在科研与工程方面开展大量攻关工作。(www.xing528.com)

图1－4　氦聚变反应示意图

另一种实现可控核聚变的方法是惯性约束法。该方法首先把几毫克的氘和氚的混合气体或固体，装入直径约几毫米的小球内；再从外面均匀射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸发，受它的反作用力，球面内层向内挤压（反作用力是一种惯性力，靠它产生约束，所以称为惯性约束），小球内的可聚变物质受挤压而压力升高，并伴随着温度的急剧升高，当温度达到所需要的“点火”温度时，小球内的可聚变物质便发生聚变反应。