核聚變能

核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下（如超高溫和高壓）,發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。

核能分為核裂變能與核聚變能，前者已經被人類加以利用用來發電，而裂變堆的核燃料蘊藏極為有限，不僅產生強大的輻射，傷害人體，放射性核廢料的處理也一直是讓人頭疼的難題。與之相比，核聚變輻射極少，且核聚變燃料可以說是取之不盡，用之不竭。

核聚變是新能源，但核裂變不是新能源。

基本介紹

• 中文名：核聚變能
• 所屬：核能
• 優點：核聚變輻射極少，儲量多
• 定義：燃料從海水中提煉的氫的同位素氘

簡介

核聚變反應燃料是從海水中提煉的氫的同位素氘。每1升海水中所蘊含的氘如果提取出來，發生完全的聚變反應，能釋放相當於300升汽油燃燒時釋放的能量。以此推算，根據目前世界能源消耗水平和海水存量，核聚變能可供人類使用數億年，甚至數十億年。

1991年11月9日，歐洲的科學家在英國首次成功地進行了實驗室里的受控熱核聚變反應試驗，從而揭開了核聚變能利用的序幕。核能是指由原子核的鏈式反應所產生的能量。它有兩種來源：一種是由重原子核裂變釋放出來的；一種是由輕原子核聚變產生出來的。核聚變是兩個或兩個以上的較輕原子核（如氫的兩種重同位素氘和氚）在超高溫等特定條件下聚合成一個較重的原子核時釋放出巨大能量的反應。因為這種反應必須在極高的溫度下才能進行，所以又叫熱核反應。據計算。每千克核燃料完全裂變可以放出93.6萬億焦的熱量，相當於3200噸標準煤燃燒放出的熱量。而每千克熱核聚變燃料聚變放出的熱量是核裂變所釋放能量的4倍。可見核聚變能是一種嶄新的能源。

聚變原理

核聚變能是模仿太陽的原理，使兩個較輕的原子核結合成一個較重的原子核並釋放能量。1952年世界第一顆氫彈爆炸之後，人類製造核聚變反應成為現實，但那只是不可控制的瞬間爆炸。核聚變能試驗裝置實際上就是在磁容器中對氫的同位素氘和氚所發生的核聚變反應進行控制。

聚變反應

核聚變反應是指在高溫條件下，兩個輕核以極高的熱速度相互碰撞，發生核聚變，形成一個較重的原子核，並釋放出能量。因必須在極高的壓力、溫度條件下，輕核才有足夠的動能去克服靜電斥力而發生持續的聚變，因此，聚變反應也稱“熱核聚變反應”或“熱核反應”。

核聚變的原料主要是氫、氘和氚。氘、氚都是氫的同位素。核聚變是取得核能的重要途徑之一。用核聚變原理造出來的氫彈是靠先爆發一顆核裂變原子彈而產生的高熱，來觸發核聚變起燃器，使氫彈得以爆炸。

實現可控核聚變的條件更苛刻。當兩個帶正電的球相互接近時，它們會互相排斥，只有使用更大的力才能使兩者互相接近。可控核聚變也是這樣，由於所有的原子核都帶正電，當兩個原子核越接近時，其靜電斥力越大。為了使兩個核發生聚變反應，必須使兩個原子核的一方或雙方有足夠的能量，以克服它們之間的靜電斥力。而核子之間的吸引力————核力是短程力，只有當兩個原子核相互接近達到約萬億分之三毫米時，核力才能起作用。這時由於核力大於靜電斥力，使兩個原子聚合到一起，並放出巨大的能量。

前景

與傳統的化石能源相比，核聚變能具有清潔和易採集的特點。每一升水中約含有30毫克氘，通過聚變反應產生的能量相當於300升汽油的熱能。地球上僅海水中就含有45萬億噸氘，足夠人類使用上百億年，比太陽的壽命還要長。由於核聚變能耗資巨大，技術難度超高，世界各國必須攜手才能取得突破性進展。中國已正式加入由美國、歐洲、日本、韓國和印度等組成的國際合作項目，共同開發核聚變能反應堆。這一項目耗資100億美元，中國投入價值40億元人民幣的自行研製的設備。

背景資料

國際熱核實驗反應堆（ITER）計畫也被稱為“人造太陽”計畫。1985年，在美、蘇首腦的倡議和國際原子能機構（簡稱IAEA）的贊同下，重大國際科技合作計畫ITER（即International Thermonuclear Experimental Reactor））得以確立，其目標是要建造一個可自持燃燒（即“點火”）的核聚變實驗堆，驗證聚變反應堆的工程可行性。

ITER計畫獨立於IAEA之外，最初由俄、日、美、歐四方共同承建。2003年2月，在俄羅斯聖彼得堡召開的“ITER第八次政府間談判會”上，中國宣布作為全權獨立成員加入該計畫談判。這意味著中國承諾承擔ITER工程總造價46億歐元的10%，並享受全部智慧財產權。

2006年5月24日在歐盟總部布魯塞爾，中國、歐盟、美國、韓國、日本、俄羅斯和印度7方代表共同草簽了《成立國際組織聯合實施國際熱核聚變反應堆（ITER）計畫的協定》，這標誌著ITER計畫實質上進入了正式執行階段，也標誌著我國實質上參加了這一計畫。

與國際空間站研究、歐洲加速器、人類基因組測序研究等項目一樣，ITER計畫也是一個大型的國際科技合作項目。它的實施結果將決定人類能否迅速地、大規模地使用核聚變能，從而可能影響人類從根本上解決能源問題的進程，因此意義和影響十分重大。

2015年巴黎氣候變化大會帷幕落下，抵抗氣候變化的協定順利達成，近200個締約方領著各自的任務回了國。除了通過政治倡議由上而下地促使全球邁向低溫室氣體排放時代，最根本的問題仍在於發揮科技力量找到人類可以持續利用的真正的綠色能源，核聚變能便是聚焦了科學界最多關注的新能源之一。