什么是核融合？

NASA的太阳能动力学天文台捕获了2022年10月2日在右上角的明亮闪光灯中看到的太阳耀斑的图像。图像显示了极端紫外线的子集，该子集突出了耀斑中极热的材料，并以橙色颜色。（图片来源：NASA/SDO）

核融合是在恒星心脏搅动的反应，其中两个光原子核合并为一个较重的核。融合产生的核废料很少，没有温室气体排放，这意味着它长期以来一直被吹捧为传统能源的潜在清洁替代品。但是是什么驱动了这一过程？它可以成为可行的商业能源吗？

什么是融合？

当两个光原子粘合或融合以使融合较重时，就会发生融合。新原子的总质量小于形成的原子的总质量。如阿尔伯特·爱因斯坦的著名的 ”e = mc^2”等式。

通常，原子核互相排斥，因为它们具有相同的电荷。需要高温，压力或两者都需要克服这种排斥。在地球上，核融合反应堆中的温度达到了近六倍的太阳核心。橡树岭国家实验室。在这种热量下，氢不再是气体，而是血浆，一种极高的能量物质状态其中电子从其原子中剥离。

融合与裂变不同，裂变将原子分裂并导致大量放射性废物，这是有害的。

融合是宇宙中恒星的主要能源。如果科学家能够找出如何从反应中获取更多能量，它也是地球上的势能来源。当在有意不受控制的链反应中出发时，核融合会驱动氢弹。融合也被认为是通过太空的动力工艺。

核融合能

清洁能力的“圣杯”是通过核融合反应产生商业能量。

几十年来，科学家一直追求这一目标。融合是现有能源的一种有吸引力的替代品，因为它几乎没有放射性废物或温室气体，并且需要相对简单的成分。这种无限清洁能力梦想的关键是从反应中产生的能量超过产生它所需的能量。

2022年，Lawrence Livermore国家实验室国家点火设施（NIF）的科学家宣布，这是第一次核融合芯产生的能量比消耗的能量更多。点火设施使用激光束限制氘和trim的血浆，两个同位素或版本的氢。但是专家说一个可行的商业融合反应堆可能几十年了。那是因为要加热血浆，科学家必须从电网中汲取能量。因此，为了使反应可行，反应产生的能量还必须说明当电力转化为为激光供电的光时，损失的能量量相当大。

氘融合：当今地球上力量的最有希望的组合是将氘原子与trium tritium融合以形成氦原子。该过程需要大约7200万华氏度（3900万摄氏度）的温度产生1,760万电子能量。

目前正在进行氘 - 三尿融合的实验DIII-D国家融合设施在加利福尼亚州圣地亚哥。最大的潜在核反应堆，ITER项目从完成的法国南部，法国南部也使用这两个同位素来为其反应提供动力。与NIF反应堆不同，ITER项目使用强磁铁来指导氢等离子体周围的甜甜圈形反应器（称为Tokamak）。

氘是一种有前途的成分，因为它是氢的同位素，其中包含一个质子和中子，但没有电子。反过来，氢在水中丰富。一加仑的海水（3.8升）可以产生与300加仑（1,136升）汽油的能量。

Tritium包含一个质子和两个中子。它是在20世纪核弹测试期间大量生产的，但其半衰期约为12年，这意味着一半的时间段衰减。伊特（Iter）的科学家提出，通过轰炸锂（在地壳中发现中子）中的元素来大量制作tri素。

氘融合：从理论上讲，比氘-tritium更有前途，因为获得了两个氘原子及其产生的较高能量的产量，因此这种方法也更具挑战性，因为它需要极高的温度才能工作。根据几个测试核融合反应器的温度约为2.7亿f（1.5亿c）。迭代。但是，仅氘代的反应将需要至少7.2亿至9亿f（4亿至5亿c）的温度，根据Eurofusion，位于欧洲各地的国家融合机构的财团。

到目前为止，唯一能够启动氘代反应的设施是联合欧洲圆环根据Eurofusion的说法，（JET）的设施只能短暂地实现。