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ⓘ Category:核聚变




                                               

3氦過程

3氦過程 是3個氦原子核(α粒子)轉換成碳原子核的過程。 這種核融合反應可以在超過一億K的高溫和氦含量豐富的恆星內部迅速的發生。同樣的,它發生在較老年,經由質子-質子鏈反應和碳氮氧循環產生的氦,累積在核心的恆星。在核心的氫已經燃燒完後,核心將塌縮,直到溫度達到氦燃燒的燃點。 4 He + 4 He + 93.7 keV ↔ 8 Be 8 Be + 4 He ↔ 12 C + γ + 7.367 MeV 這個過程釋放出的淨能量為7.275 MeV。 在第一個階段形成的 8 Be是不穩定的,會經歷2.6×10 -16 秒就再分裂回氦,但是在氦燃燒能形成 8 Be的條件下,只要有微小的平衡豐度,就能再捕獲一個氦原子核形成 12 C。這種結合三個氦原子核轉換成碳的過程就稱為 3氦過程 。 由於3氦過程需要較長 ...

                                               

碳氮氧循環

碳氮氧循環 ( CNO cycle ),有時也稱為 貝斯-魏茨澤克-循環 ( Bethe-Weizsäcker-cycle ),是恆星將氫轉換成氦的兩種過程之一,另一種過程是質子-質子鏈反應。 在質量像太陽或更小些的恆星中,質子-質子鏈反應是產生能量的主要過程,太陽只有1.7%的 4 氦核是經由碳氮氧循環的過程產生的,但是理論上的模型顯示更重的恆星是以碳氮氧循環為產生能量的主要來源。碳氮氧循環的過程是由卡尔 冯 魏茨泽克和漢斯 貝特 在1938年和1939年各別獨立提出的。 碳氮氧循環的主要反應如下: 這個循環的淨效應是4個質子成為一個α粒子、2個正電子(和電子湮滅,以γ射線的形式釋放出能量)和2個攜帶著部分能量逃逸出恆星的中微子。碳、氮、和氧核在循環中擔 ...

                                               

氦核作用

氦核作用 (或 α作用、α反應 )是兩種核融合的類型之一,能將恆星的氦轉換成重元素,另一種即是3氦過程(3α反應)。 當3氦反應進行時只需要氦的參與,而一旦有一些碳產生,能消耗氦的其他反應也會發生: 6 12 C + 2 4 H e → 8 16 O + γ + Q {\displaystyle \mathrm {_{6}^{12}C} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{8}^{16}O} +\gamma +Q}, Q = 7.16 MeV 8 16 O + 2 4 H e → 10 20 N e + γ + Q {\displaystyle \mathrm {_{8}^{16}O} +\mathrm {_{2}^{4}He} \rightarrow \mathrm {_{10}^{20}Ne} +\gamma +Q}, Q = 4.73 MeV 10 20 N e + 2 4 H e → 12 24 M g + γ + Q {\displaystyle \mathrm {_{10}^{20}Ne} +\mathrm {_{2}^{4}He} ...

                                               

慣性局限融合

慣性局限融合 (英語: Inertial confinement fusion ,縮寫為 ICF ),也譯為 侷限慣性核融合 、 慣性約束核融合 、 慣性限制氫融合 、 惯性局限融合 ,是一種核融合的技術。这项技术利用雷射的衝擊波使得通常包含氘和氚的燃料球达到极高的温度和压力,來引發核融合反應。 惯性约束是实现可控核聚变的两大主流方案之一(另一个是磁约束)。美國的國家點火設施(NIF)是目前最大的惯性约束聚变装置,以環空器進行實作,於2013年成功一次核融合反應實驗,使燃料球放出比施加雷射還大的能量。法國一個類似的大型設備 百萬焦耳激光 (Laser Mégajoule,LMJ)也在進行相關研究。

                                               

庫侖障壁

庫侖障壁 ,以物理學家查爾斯 奧古斯丁 庫侖(1736年-1806年)命名,是兩個原子核要接近至可以進行核融合所需要克服的靜電能量壁壘。由靜電產生的位能障壁是: U c o u l = k q 1 q 2 r = 1 4 π ϵ 0 q 1 q 2 r {\displaystyle U_{coul}=k 此處 e 是 基本電荷,1.602 176 53×10 −19 C,而 Z i 是對應的原子序。 高速可以克服障壁使核子互撞,因為它們在動能的駕馭下足以接近到強作用力能發生作用使它們束縛在一起。 依據氣體運動論,氣體的溫度是氣體平均速度的表徵。對標準氣體,馬克士威-波茲曼分布的速度分布函數給了在各種溫度下微粒運動速度的分佈率,因此可以得知速度高到足以克服庫侖障壁的微粒比率。 實際上,期待能克服庫侖障壁的溫 ...

                                               

磁局限融合

磁局限融合 (英語: Magnetic confinement fusion ),利用磁場與高熱電漿來引發核融合反應的技術。聚变反应合并轻的原子核,例如氢,以形成更重的原子核,如氦。磁局限融合的作法是,先加熱燃料,使它成為電漿(Plasma)形態,再利用磁場,拘束住高熱電漿中的帶電粒子,使它進行螺線運動,進一步加熱電漿,直到產生核融合反應。 磁约束是聚变能研究的两大分支之一,另一个分支是惯性约束聚变。它發展的程度比慣性局限融合還好,并且通常被认为更有前途用于能源生产。但是隨著尺寸增加,產生不穩定的狀況也比較嚴重。目前可以使用托卡马克(tokamak)技術來達成磁局限融合。2007年在法国开始一个500-MW的发热聚变工厂国际热核聚变实验反应堆 ...