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你知道获得核聚变反应的三要素

2025-11-1
你知道获得核聚变反应的三要素
可控核聚变的反应原理对环境提出较高要求。在地球上实现持续的轻核聚变反应,要求相当苛刻的条件。实现氘-氚聚变反应的条件是:等离子体温度达 1 亿度,同时粒子数密度达1020粒子m3,能量约束时间超过 3 秒,在这样极高的温度下,所有物质都变成完全电离的气体-等离子体。利用强磁场可以很好地约束带电粒子,将等离子体约束在一种特殊称为真空室的磁容器中,并将聚变燃料加热至数亿度高温,以实现可控聚变反应并获得大量能量。要维持可控核聚变,首先需要维持几千万度以上的高温,在这个温度下等离子气体中的部分原子核可能进行聚变反应,温度越高聚变反应进行得越快。其次需要充分的约束,即把高温下的等离子体约束在一定区域内,保持足够的时间,使其充分聚变再次需要相当低的密度。高温下的等离子气体具有很高的压强,根据理想气体状态方程估算,该压强范围内的核聚变装置真空室的背景气体密度量级约为1015 - 1016 粒子m3,因此要把容器内的气体抽到相当真空,使单位体积内的粒子数不能超过1015粒子m3,相当于常温下气体密度的几万分之一。