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核聚变真的很难吗?难以想象,竟然在家都可以自制反应堆

 异域穿越者 2018-09-10

在很多人眼里,核聚变反应堆是高到天上的东西,普通人连仰望也不行。其实,如果你有心,动手淘宝一个真正的聚变反应堆并没有这么难。有一种名为“静电约束核聚变”的器具,它利用强电场将氘加速后汇聚到中心,氘离子高速相互撞击后就会有很少的一部分发生聚变。但因为发生聚变的分子非常少,这种反应堆几乎没有能量产生,上万个这种反应堆才能点亮一个灯泡,因此没有生产上的意义。但是因为结构极其简单,是非常好的教育和实验用具。

这种反应堆的主体是个真空仓,里面有一大一小两个空心钨丝球,小球套在大球里,外部接有真空泵和高压电源,电源的正负两级分别接在小球和大球上,这就是它的全部结构。当电源通电时,在两球之间产生强大的电场,氘分子在此会被电离成氘离子,然后被电场加速后向中心汇聚,其中一些相互之间撞击后就会有部分发生聚变,聚变方程为D(氘)+D→n(中子)+3He(氦)+3.3MeV(电子流能量),和He3+D=He4+p(质子)+18.4MeV,放出α、β、γ、X四种射线以及质子、中子流。所以别看它体积小,但它可是货真价实的能点燃聚变。

影响它工作的主要因素是真空仓的真空度,真空度低会导致运动的氘离子遭到阻挡,速度降低,降低发生聚变的离子数量。不过因为发生聚变的离子数量太少,它产生的能量极小,因此科学界对这种反应构型并不重视。反倒是在民间,因为它的结构简单,爱好者对它的热度一直不减。之前一些所谓外国少年制作聚变反应堆的新闻,其实就是这个东西,国内也有不少民间爱好者自制过它,其中一些已经实现工作。

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