氕氘氚怎么读(氢的三种同位素氕氘氚怎么写)

氕氘氚怎么读(氢的三种同位素氕氘氚怎么写)如果忽略聚变的条件,海洋水中的氢元素都可以聚变,所以这个质量是天文数字。水中氢和氧的质量比为1: 8。比如9吨海水中,1吨是氢气,8吨是氧气,当然忽略了水中的各种盐和杂质! 然而,即使是最简单的氚氘…

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如果忽略聚变的条件,海洋水中的氢元素都可以聚变,所以这个质量是天文数字。水中氢和氧的质量比为1: 8。比如9吨海水中,1吨是氢气,8吨是氧气,当然忽略了水中的各种盐和杂质!

然而,即使是最简单的氚氘聚变,在人类的关注下也无法实现。所以目前人类试图突破的是氚和氘的聚变。那么氚和氘是什么元素呢?跟氢气有什么关系?

一、氢的分类

其实物质和物质的区别在于质子的数量不同,而中子的数量则表示这种元素的同位素。我们所说的氢有三种同位素,即氘和氚。这不是个有趣的词吗?分开读([piē],[dāo],[chuān])!

只有一个质子和一个核外电子;

氘有一个质子、一个种子和一个核外电子;

氚有一个质子、两个中子和一个核外电子;

氘的聚变条件最低,而氘的聚变条件是氢同位素中最高的!

然而,在自然界中,最大量的氢以氢的形式存在,氘占0.02%,氚核低至10-15%。当然,地球上大约有1.386×10 ^ 18吨海水,所以这个比例还是很可观的,但是从海水中提取氚确实是一件很辛苦的工作。这会影响裂变反应堆效率吗?事实上,如果不使用这些中子,它们应该被减速剂吸收,如重水或早期石墨。现在生产氚不就是废物利用吗?

第二,聚变的能量有多大?

也许除了正负物质的湮灭,我们找不到比这更有能量的物理过程了!

3H+2H→4He+n,δE = 14.6 mev;

1个质子和2个中子的氚核与1个质子和1个中子的氘核结合形成2个质子和2个中子的氦核,释放出一个过剩的中子,释放出约14.6MeV的能量。这个过程可以用爱因斯坦的质能方程来表示:

当然正负物质的湮灭也可以用这个公式来计算,但两者的区别在于湮灭是100%的质量转化为能量,而聚变只有0.7%左右,两者相差约142.86倍!

3.哪个是终极融合?

中子在裂变反应堆里是个好东西,因为裂变材料的原子核在裂变前必须得到一个中子,裂变反应堆可以用吸种材料包围堆芯,所以裂变反应堆的中子处理相对容易。唯一的缺点是裂变反应堆安全壳损坏后可能会发生辐射泄漏!

聚变堆的聚变室是高度真空,氚氘聚变过程中会产生多余的中子,而叶烨这样的真空空室只能有一个内壁来承受中子的轰击!理论上看起来没什么问题,但是别忘了,吸收中子的内壁会发生“变性”,这种变化就变成了“中子嬗变”。简单来说,内壁不是我们一时放进去的材料,也是有放射性的。那不是致命的吗?现阶段技术有限,还是要先实现氚氘聚变,但最终会是氦三。这种无中子聚变正是我们所追求的!

建设中的国际热核聚变反应堆

4.氦三从何而来?

氦来自太阳的核聚变,太阳风把粒子输送到太阳系的各个角落,所以你一定认为地球上有大量的氦三?很抱歉地球有大气层有磁场!

地球磁场保护生物和大气层,同时把氦3挡在外面,所以没有大气层和磁场的水星和月球就成了首选。当然,毫无疑问是月亮。虽然水星的氦3丰度可能更高,但是离地球有点远,水星到地球的逃逸速度达到48 km/s,以这种技术,人类是不可能从水星的轨道上回来的,所以在月球上挖氦3就差不多了!但实际上我们离氦三聚还很远,所以探月工程中的氦三聚只是一个大饼,但以现在的技术,连这个大饼都没画成圆!

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