核聚變
原子核的聚變反應 / 維基百科,自由的 encyclopedia
核聚變(英語:Nuclear fusion,中國大陸、香港稱為核聚變,台灣稱為核融合),又稱聚變反應,是指將兩個較輕的核結合而形成一個較重的核和一個極輕的核(或粒子)的一種核反應形式。在此過程中,物質並沒有守恆,因為有一部分正在聚變的原子核的物質被轉化為光子(能量)。核聚變是給活躍的或「主序的」恆星提供能量的過程。
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兩個較輕的核在聚變過程中產生質量耗損而釋放出巨大的能量,兩個輕核在發生聚變時雖然因它們都帶正電荷而彼此排斥,然而兩個能量足夠高的核迎面相遇,它們就能相當緊密地聚集在一起,以致核力能夠克服庫侖斥力而發生核反應,這個反應叫做核聚變。[1]
舉例:兩個質量小的原子,比方說兩個氘原子,在一定條件下(如超高溫和高壓),會發生原子核互相聚合作用,生成中子和氦-3,並伴隨着巨大的能量釋放。
原子核中蘊藏巨大的能量。根據質能方程式E=mc2,原子核之淨質量變化(反應物與生成物之質量差)造成能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,稱為核分裂,如原子彈爆炸;如果是由較輕的原子核變化為較重的原子核,稱為核聚變。一般來說,這種核反應會終止於鐵,因為其原子核最為穩定。
1920年,亞瑟·愛丁頓提出氫氦聚變可能是恆星能量的主要來源。在歐內斯特·盧瑟福的核嬗變實驗基礎上,馬克·奧利芬特於1932年完成了氫同位素的實驗室聚變。1930年代,漢斯·貝特提出了恆星核聚變主循環的理論。1940年代初,作為曼哈頓計劃的一部分,開始研究用於軍事目的的核聚變。1951年,在核試驗中完成了核聚變。1952年11月1日,在常春藤麥克氫彈試驗中首次進行了大規模核聚變。
最早的人工核聚變技術在氫彈上得到應用成果。1950年代,人類開始研究用於民用目的的受控熱核聚變。