其他人也不慢,很快明白了吳大猷的意思。
吳大猷又問:&ldo;教授,那產生的能量如何釋放出來被人們使用呢?&rdo;
楊正午指著那個裝置後面一個汽輪機組說道:&ldo;氚的原子核和氘的原子核以極大的速度,赤裸裸地發生碰撞,結合成1個氦原子核,並放出1個中子和176兆電子伏特能量。這個過程,你們應該在書上看到了,計算方程也有詳細說明。
這些放出來的能量怎麼辦?
反應堆經過一段時間執行,內部反應體已經不需要外來能源的加熱,核聚變的溫度足夠使得原子核繼續發生聚變。這個過程只要將氦原子核和中子及時排除出反應堆,並及時將新的氚和氘的混合氣輸入到反應堆內,核聚變就能持續下去;核聚變產生的能量一小部分留在反應體內,維持鏈式反應,剩餘大部分的能量可以透過熱交換裝置輸出到反應堆外,驅動汽輪機發電。這就是熱核聚變的可控原理。&rdo;
吳大猷接著問道:&ldo;教授,據我所知,在地球上獲得足夠的氘和氚元素並不容易,那麼這樣的裝置有意義嗎?&rdo;
楊正午說道:&ldo;這個問題問的好!自然界中要獲得氘難度不大,海水中就有足夠的氘,只要富集、電解和精餾之後,可以獲得足夠的氘原料,但是我們發現氘-氘反應太猛烈了,他只能成為武器的原料,目前的技術做不到商業使用。但是我們發現氘-氚反應,比氘-氘反應溫柔的多,點火溫度也比氘-氘反應來的低,以現在的技術可以實現可控反應。所以,關鍵問題是氚哪裡來?氚半衰期只有1226年,地球上沒有這種元素。怎麼辦?
目前有兩種方案有商業利用價值。一種方案就是利用鋰-6和鋰-7,在被中子轟擊之後,就會裂變,他們的產物都是氚和氦,在聚變反應堆內,氚和氘反應後,除了形成一個氦原子核之外,還有一個多餘的中子,並且能量很高。我們只需要在核聚變的反應體之內保持一定比例的鋰原子核濃度,那麼核聚變產生的中子就會轟擊鋰核,促使鋰核裂變,產生一個新的氚,這個氚則繼續參與氚-氘反應,繼而產生新的中子,鏈式反應形成了。所以,理論上我們只需要給反應體提供兩種原料:氘和鋰,就能實現氘-氚反應,並且維持它的進行。
另外一種方案就是,直接在月球上採集氦3。在月球表面有大量被太陽風吹過來的氦3,用氦3也可以代替氚作為核聚變燃料發電,氦3是穩定的核素,很安全,氘與氦3反應後釋放出來的是質子,有利於安全防護和控制,可大大降低危險性。&rdo;
吳大猷眼睛一臉,接著疑惑的問道:&ldo;教授,第一種方案好像會產生難以想像的熱量,能控制住嗎?用氦3作為原料,反應速度會慢很多,不用考慮超高溫的問題,倒是非常不錯的想法,按您所說,這東西在月球,對我們來說有意義嗎?&rdo;
楊正午神秘的一笑,沒有解答這個問題。繼續帶著他們向前面參觀。
一一三、核工程(二)
更新時間2012-6-30 9:10:03 字數:4321
地下核物理實驗室,不僅僅只是核物理研究,而是涉及整個核工程的各個方面。包括核工程、核反應堆、工程力學、工程流體力學、機械設計、核化學、核安全、核濃縮技術、雷射技術等諸多領域。
很多區塊還沒有研究人員進入。
楊正午沿著中央通勤通道把兩邊的各個實驗室介紹給他們。結束的時候,對那些已經兩眼發光的教授們說道:&ldo;考慮的怎樣?我這裡的職位完全向大家敞開。&rdo;
吳大猷眉開眼笑的說道:&ldo;教授,這還用問嗎?你就說我們什麼時候上班?&rdo;