摘要：伴隨著全世界范圍內(nèi)能源消耗的不斷增加以及能源危機(jī)，積極地尋找新能源成為了不同國(guó)家關(guān)注的熱點(diǎn)。在尋找新能源過(guò)程中還需要考慮環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展等相關(guān)要求。核聚變作為一種清潔能源，在緩解能源危機(jī)以及應(yīng)用方面具有重要價(jià)值。本文主要對(duì)核聚變?cè)砑靶履茉吹陌l(fā)展方向進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：核聚變；原理；新能源；發(fā)展方向

前言：

能源問(wèn)題對(duì)于國(guó)家穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等均有著重要影響，同時(shí)與每個(gè)人的生活息息相關(guān)，我國(guó)雖然有著豐富的能源，但是由于人口眾多，實(shí)際的能源消耗也較多，在這種情況下就需要積極地探尋新能源，通過(guò)對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)利用，一方面能夠緩解我國(guó)的能源危機(jī)，另一方面新開(kāi)發(fā)的清潔能源能夠替代部分污染較大的能源，從而改善我國(guó)的環(huán)境問(wèn)題。核聚變作為新能源的發(fā)展方向，眾多學(xué)者對(duì)于核聚變問(wèn)題進(jìn)行了討論。本文結(jié)合相關(guān)學(xué)者的研究，對(duì)核聚變?cè)砑靶履茉吹陌l(fā)展方向進(jìn)行分析。

一、核聚變概述及其原理分析

聚變屬于一種核能形態(tài)，可以給恒星、行星提供動(dòng)力，在元素周期表中重元素形成過(guò)程中主要是對(duì)輕質(zhì)元素實(shí)施組合排序，在聚變過(guò)程中人們發(fā)現(xiàn)了光熱的來(lái)源。這是因?yàn)樵谔?yáng)上，氫可以產(chǎn)生氮，在產(chǎn)生過(guò)程中會(huì)釋放出巨大能量，這種能量相對(duì)于化學(xué)燃燒氫產(chǎn)生的能量可高達(dá)一萬(wàn)多倍。

核聚變屬于一種核反應(yīng)，有巨大的能量蘊(yùn)藏在原子核中，原子核在變化期間還會(huì)大量的釋放能量，核聚變過(guò)程與核裂變屬于相反的核反應(yīng)形式。核聚變過(guò)程中在鈾原子爆裂后能夠釋放出大量的能量，在核聚變過(guò)程中通過(guò)將氫原子與大量熱量融合，這樣使得實(shí)際釋放的能量更多，根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)研究，在核聚變過(guò)程中聚變釋放的能量主要來(lái)源于宇宙中儲(chǔ)藏在氫原子中的能量。參與核聚變反映的原始燃料為海水。相對(duì)于普通的汽油，核聚變過(guò)程中釋放的能量可超出汽油1000萬(wàn)倍，根據(jù)有關(guān)學(xué)者的統(tǒng)計(jì)，226.8克水采用核聚變后所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于7萬(wàn)噸石油中包含的能量，因而核聚變中潛藏著巨大的能量資源，具有重要的應(yīng)用價(jià)值[1]。

二、核聚變能源分析

核聚變過(guò)程中所需要的燃料主要是氘和氚，而這些很容易取得，通過(guò)對(duì)海水的提煉可以達(dá)到氘，根據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，在海水中大約每7000個(gè)氫元素中會(huì)存在1個(gè)氘同位素，在氘提煉過(guò)程中的造價(jià)低，1公升海水中能夠提煉出30mg的氘，這些氘在核聚變后所釋放的能量與300L汽油燃燒所釋放的能量相當(dāng)；盡管自然界中沒(méi)有氚的存在，但是在鋰元素中通過(guò)提煉可以獲得所需的氚。氚原子的獲得可以通過(guò)氘氚核聚變過(guò)程中中子在反應(yīng)器中對(duì)鋰滋生圍包層的碰撞產(chǎn)生。綜合上述數(shù)據(jù)，每年1t的氘和10t的鋰通過(guò)核聚變發(fā)電廠可以產(chǎn)生十億瓦特的功率電能，這些產(chǎn)生的電能相當(dāng)于燃燒200萬(wàn)t煤炭火力發(fā)電所產(chǎn)生的能力，同時(shí)也相當(dāng)于燃燒130萬(wàn) t石油所釋放的能力。從核聚變的材料來(lái)源方面，氘氚都具有充足的來(lái)源，根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界范圍內(nèi)的海水中可以提煉出氘約為45萬(wàn)億t，這些在核聚變反應(yīng)后所釋放的能量可以保證全世界連續(xù)使用100億年，保證了全世界的能源供應(yīng)。

核聚變能源的使用與核聚變能源自身的優(yōu)勢(shì)有著密切關(guān)系，相對(duì)于常規(guī)的普通能源，核聚變能源有著明顯的優(yōu)勢(shì)，核聚變能源屬于一種清潔能源，在應(yīng)用過(guò)程中不會(huì)像常規(guī)的煤炭資源一樣產(chǎn)生大量的污染，通過(guò)核聚變能源的使用可以減少常規(guī)煤炭資源的使用比例，由此還能夠減少在整個(gè)過(guò)程中的煤炭資源釋放能量對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的不利影響；在可能的情況下，核聚變能源可以如同風(fēng)能、太陽(yáng)能一般應(yīng)用到大型中心發(fā)電廠，將其轉(zhuǎn)化為電能，這種產(chǎn)生能源的途徑更加環(huán)保清潔，同時(shí)運(yùn)行也不會(huì)受到天氣因素的影響，不需要能源存儲(chǔ)系統(tǒng)，也不需要對(duì)現(xiàn)有的電網(wǎng)進(jìn)行改造；此外，核聚變?cè)趹?yīng)用過(guò)程中所需要的土地資源、水資源相對(duì)較少，如果可以將核聚變過(guò)程中所產(chǎn)生的能量用于供暖、機(jī)械運(yùn)作、生產(chǎn)等多個(gè)方面，則可取得較好的應(yīng)用效果[2]。

根據(jù)現(xiàn)階段的研究，核聚變反應(yīng)堆能夠在不同的條件下的燃燒時(shí)間較短，不會(huì)超過(guò)幾秒鐘在應(yīng)用過(guò)程中需要的金屬設(shè)備會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)有輕微的放射性，在出現(xiàn)放射性后采取措施進(jìn)行隔離即可，總體而言，危害較小。

三、核聚變清潔能源展望

核聚變作為一種清潔能源，不僅可以提供充足的能源，而且在整個(gè)核聚變反應(yīng)以及應(yīng)用過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，符合可持續(xù)綠色發(fā)展要求，因而在未來(lái)的能源利用方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái)隨著世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)，核聚變被全世界公認(rèn)為是能夠解決人類(lèi)能源危機(jī)的主要途徑，因而世界上多個(gè)國(guó)家都在進(jìn)行該方面的研究，比如：美國(guó)、日本、俄羅斯、中國(guó)、印度等，“國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃”屬于目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的一項(xiàng)國(guó)際科研合作項(xiàng)目，其中的ITER裝置能夠產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)托克馬克，ITER計(jì)劃的實(shí)施結(jié)果能夠保證全世界可以快速的使用聚變能，有效地解決長(zhǎng)期以來(lái)不同國(guó)家存在的能源危機(jī)問(wèn)題。當(dāng)然現(xiàn)階段，不同國(guó)家進(jìn)行的研究主要處于實(shí)驗(yàn)階段，而且在研究中也受到眾多因素影響，而實(shí)驗(yàn)成功后與實(shí)際應(yīng)用之間也有較多的問(wèn)題需要處理，因而核聚變清潔能源從理論上分析具有重要的應(yīng)用前景，但是具體的應(yīng)用時(shí)間目前還不明確。

結(jié)束語(yǔ)：

盡管核聚變清潔能源具有眾多優(yōu)勢(shì)，能夠從根本上解決能源危機(jī)問(wèn)題，但是由于實(shí)際操作過(guò)程較為復(fù)雜，因而距離實(shí)際應(yīng)用還需要較長(zhǎng)的探索之路。

參考文獻(xiàn)：

[1]房俊文.淺談核聚變能源——未來(lái)的清潔能源[J].中國(guó)西部科技，2012，11（03）：55-56.

[2]梁立振，胡純棟.磁約束核聚變與托卡馬克等離子體加熱[C].安徽新能源技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展博士科技論壇論文集.2010.

作者簡(jiǎn)介：滕李鶴（2000.04.22—）男，漢族，內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市人，高中學(xué)歷。endprint