核电站工作原理大揭秘

  美国、俄罗斯、欧洲和日本经过协商，建议在法国卡达拉什建立一座名为国际热核试验堆（ITER）的核聚变反应堆，旨在研究通过持续核聚变反应来发电的可行性。在本文中，我们将介绍关于核聚变的知识，并了解ITER反应堆的工作方式。

  核聚变的能量是通过两个原子合并为一个原子而产生的。在核聚变反应堆中，氢原子发生聚变，进而形成氦原子、中子，并释放巨大的能量。氢弹和太阳的能量就是靠这种反应提供的。与核裂变相比，核聚变所产生的能量更加清洁、安全、高效，其能量来源也更丰富。目前的核反应堆利用核裂变来产生能量。在核裂变中，能量是通过一个原子分裂为两个原子来释放的。在传统的核反应堆中，铀的重原子在高能中子的轰击下发生裂变，这会生成巨大的能量，同时产生长期的辐射和放射性废物（详见核电站工作原理）。

  这些反应会生成高能粒子（质子、电子、中子、正电子），并放出辐射（光线、伽马射线）。

  氘－氚反应——一个氘原子和一个氚原子结合，生成一个氦4原子和一个中子。其中大部分能量以高能中子的形式释放。

  从概念上讲，利用反应堆中的核聚变十分容易。但为了让这一反应以可控、无害的方式来进行，科学家们历经周折。为了了解其中的缘由，我们应该先看一下发生核聚变的必要条件。

  同位素是指质子数和电子数相同，但中子数不同的同一类元素的原子。下面是核聚变中一些常见的同位素：

  氕是带一个质子而没有中子的氢同位素。它是氢的最常见的一种形式，也是宇宙中最普遍的元素。

  氚是带一个质子和两个中子的氢同位素。氚具有放射性，半衰期约为10年。氚不会自然形成，但用中子轰击锂可产生氚。

  当氢原子聚合时，它们的原子核必须结合在一起。然而，由于每个原子核中的质子都带有相同的电荷（正电），因而会互相排斥。如果您曾试着将两块磁铁放在一起并感到它们互相推开，则意味着您已亲身体验了这一原理。

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