簡介
偏濾器(Divertor)是環形聚變裝置(例如:
托卡馬克)的組成部分,這種裝置是用來把放電的外殼層內的帶電粒子偏濾到一個單獨的室內,在此帶電粒子轟擊擋板,變為中性粒子被抽走。用這種方法能避免外殼層內的高能粒子轟擊主放電室壁從而避免了從室壁釋放出能夠冷卻放電的次級粒子。
影響約束區邊緣的磁場位形,用於把雜質/氦灰偏濾到靶室。偏濾器替換孔欄確定電漿邊緣。
相關
核裂變
核裂變(德語:Kernspaltung;英語:nuclear fission),在港台稱作
核分裂,是指由較重的(
原子序數較大的)
原子,主要是指
鈾或
鈽,裂變成較輕的(原子序數較小的)原子的一種
核反應或
放射性衰變形式。核裂變是由
莉澤·邁特納、
奧托·哈恩及奧托·羅伯特·弗里施等科學家在1938年發現。
核子彈以及
核電站的能量來源都是核裂變。早期核子彈套用
鈽-239為原料製成。而鈾-235裂變在核電站最常見。
重核
原子經中子撞擊後,裂變成為兩個較輕的原子,同時釋放出數個
中子,並且以
伽馬射線的方式釋放
光子。釋放出的
中子再去撞擊其它的重核原子,從而形成
鏈式反應而自發裂變。原子核裂變時除放出中子還會放出熱,核電站用以發電的能量即來源於此。因此核裂變產物的
結合能需大於反應物的的結合能。
核裂變會將
化學元素變成另一種化學元素,因此核裂變也是核遷變的一種。所形成的二個原子質量會有些差異,以常見的可裂變物質
同位素而言,形成二個原子的質量比約為3:2。大部分的核裂變會形成二個原子,偶爾會有形成三個原子的核裂變,稱為三裂變變,大約每一千次會出現二至四次,其中形成的最小產物大小介於
質子和
氬原子核之間。
現代的核裂變多半是刻意產生,由中子撞擊引發的人造
核反應,偶爾會有自發性的,因放射性衰變產生的核裂變,後者不需要中子的引發,特別會出現在一些質量數非常高的同位素,其產物的組成有相當的機率性甚至混沌性,和
質子發射、
α衰變、集群衰變等單純由量子穿隧產生的裂變不同,後面這些裂變每次都會產生相同的產物。
核子彈以及
核電站的能量來源都是核裂變。
核燃料是指一物質當中子撞擊引發核裂變時也會釋放中子,因此可以產生
鏈式反應,使核裂變持續進行。在核電站中,其能量產生速率控制在一個較小的速率,而在核子彈中能量以非常快速不受控制的方式釋放。
由於每次核裂變釋放出的中子數量大於一個,因此若對鏈式反應不加以控制,同時發生的核裂變數目將在極短時間內以
幾何級數形式增長。若聚集在一起的重核原子足夠多,將會瞬間釋放大量的能量。核子彈便套用了核裂變的這種特性。製成核子彈所使用的重核含量,需要在90%以上。
核能發電套用中所使用的核燃料,鈾-235的含量通常很低,大約在3%到5%,因此不會產生核爆。但核電站仍需要對反應堆中的中子數量加以控制,以防止功率過高造成
堆芯熔毀的事故。通常會在反應堆的
慢化劑中添加
硼,並使用
控制棒吸收燃料棒中的
中子以控制核裂變速度。從鎘以後的所有元素都能裂變。
核裂變時,大部分的裂變中子均是一裂變就立即釋出,稱為瞬發中子,少部分則在之後(一至數十秒)才釋出,稱為延遲中子。
聚變能
聚變能(又稱
核聚變能源)指利用
核聚變產生能量。
聚變反應是一種結合兩個較輕
核子產生較重
核子的高能反應。合併時,部分質量喪失轉換為能量。聚變能研究主要關注於駕馭這個反應並作為大規模
可持續能源的來源。
許多不同的聚變能概念曾被提出,截至2016年1月,主要的設計為
托卡馬克以及
慣性約束聚變。這些技術還無法用於商業運轉,目前啟動以及維持反應所需的能源大於產出。
質譜法
質譜(英語:mass spectrometry,縮寫:MS)是一種電離化學物質並根據其
質荷比(
質量-
電荷比)對其進行排序的分析技術。簡單來說,質譜測量樣品內的質量。 質譜法被用於許多不同領域,並被用於純樣品和複雜混合物。
質譜是離子信號作為
質荷比的函式的曲線圖。這些頻譜被用於確定樣品的元素或同位素簽名,顆粒和
分子的質量,並闡明分子的化學結構,如
肽和其他
化合物。
在典型的質譜法中,可以是固體,液體或氣體的樣品被電離,例如用電子轟擊它。 這可能導致一些樣品的分子破碎成帶電的碎片。 然後,這些
離子根據其
質荷比被分離,通常通過加速它們並使其經受
電場或
磁場:相同
質荷比的
離子將經歷相同數量的偏轉。離子通過能夠探測帶電粒子的機制被探測到,例如一個
電子倍增管。 結果被顯示為作為質荷比的函式的已經探測離子的相對豐度的頻譜。 樣品中的原子或分子可以通過將已知質量與鑑定的質量相關聯或通過特徵分解模式來鑑定。
參考