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新能源氘的应用,聚变新能。

金螳螂建筑装饰股份通讯 2024-11-19 0

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第三代核电技术使用什么能源

现阶段的核电技术,为第三代核电技术,通过核反应堆中的可裂变材料进行裂变所产生的能源,地球上的核裂变矿产是非常紧缺的,可以说用一点少一点。

核电的可再生是因为,未来可控核聚变技术的发展几乎称为必然。核聚变是将两个较轻的原子合并为一个较重的原子,从而产生能量的过程。用于核聚变的氘原子,在海水中的储量大约为40万亿吨!如果人类掌控的可控核聚变技术,那么海水中的氘可供人类使用250亿年之久。几乎相当于太阳能,风能之类的可再生能源。

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自然水中有氘吗

自然水中确实含有氘,但是氘的含量非常稀少。氘是水的同位素之一,它的原子核中多了一个中子。在自然界中,氢和氘的比例为大约1:7,000。因此,对于每个氘原子,大约会有7,000个普通的氢原子存在。虽然氘的含量很少,但它在科学研究和工业应用方面具有重要意义,例如,氘可以用来制造重水,以及用于核反应堆的制造和燃料生产。

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(图片来自网络侵删)

1. 自然水中有氘。
2. 氘是氢的同位素,存在于自然界中的水中。
氘的存在是由于自然界中氢的同位素比例不同所导致的。
自然界中的水分子中,大约有每10000个水分子中就有1个氘代替了其中的氢原子。
3. 氘的存在对于科学研究和应用具有重要意义。
例如,氘可以用于核反应研究、核能产业以及氢能源的开发等领域。
此外,氘还可以用于示踪研究、医学诊断等方面的应用。
因此,了解自然水中氘的存在对于相关领域的研究和应用具有重要价值。

是的,自然水中含有氘。氘是氢的同位素,其原子核中有一个质子和一个中子,相比普通的氢原子核只有一个质子。自然界中的水分子中,约有每7000个氢原子中就有一个氘原子。氘在自然界中广泛存在,可以通过水的蒸馏和分离等方法进行提取和测量。氘的存在对于研究水的起源、地球的演化以及化学和生物过程等方面具有重要意义。

存在,氕氘氚都是氢的同位素

氕是氢原子核,就是质子

氘由一个质子和一个中子组成,叫重氢

氚有一个质子和两个中子组成,叫超重氢

氘和氚可用于核聚变反应,产生大量的能量供人类应用,但现在还处于实验阶段。

自然界中存在氘,海水中氘的含量为十万分之三,即1升海水中含有0.03克氘。地球上海水的总体积为13.7亿立方公里,所以海水中总共含有40万亿吨的氘。

氚在自然界中存在极微,可从核反应制得,用中子轰击锂可产生氚。

用什么技术在月球开发氦3,或者说如何开发月球上的氦3

运回地球是傻逼行为,运费太贵得不偿失。地球本身也有氦3,大量存在于海洋,虽然没有月球多但是完全够用。想开发月球氦3,最简单的办法就是在月球建立空间站,或者干脆移民月球。建立一个核聚变工厂,以氦3为能源,就足以支持所有消耗了。不过,需要的科技很高,目前,我们恐怕还没有能力完成如此壮举,更何况,我们连核聚变都没有掌握呢

氦三和氢三(氚)都可以和氘发生聚变反应,但是氦三与氘聚变放出的是质子,而氚与氘反应放出的是中子。

从辐射防护角度考虑,中子比质子辐射防护难度要大的多,因此氦三是比氚更优的一种聚变材料。氦3是地球上存在的氦4同位素,比通常的惰性气体氦4少了一个中子,因此原子量是3。

下图为氦3和氘聚变示意图

氦-3与氘进行热核反应,不仅仅易于屏蔽,而且还比氚放出更多的能量,且氦3本身是没有放射性的,但是很遗憾,地球上并没有氦3,至于原因以后细说,因此我们人类就想去月球上开发氦3利用。

月球虽然堪称上世纪的波斯湾,上面蕴藏着丰富的资源,包括氧、硅、钛等,但是如何将提纯的氦3带回来是个问题?

这个问题许多国家,包括美国、俄罗斯、中国、印度、日本都在研究,目前看来带回来的唯一途径当然是通过航天器来实现了。

未来可能的开发思路

目前关于月球资源的探索,各个大国有自己的计划,但是细节肯定是不可能公布的,关于开采有可能是以下的思路。

想要把氦3带回来,不可能把大量的月壤带回来,必然要先提纯。因为氦三是存在于月球土壤中的,虽然说富集度比地球高,但也是相对的,每克月壤大约有2.8*10^(-8)克氦3。把大量的月壤带带到地球上提纯成本太大,就需要考虑在月球上建立开采基地,先行提纯,然后通过飞船运回地球,氦三存在于月壤中,为了让氦三气体放出来需要把月壤加热到1000摄氏度以上,这需要大量的能源。

月球上目前看开最方便利用的就是太阳能了,因此,需在月球上建立太阳能发电站,利用太阳能发出的电能建立氦三开采和提纯基地,将提纯后的氦三通过飞船运回地球,如果解决了核聚变的难题就可以顺利利用氦三聚变来发电了。

许多文章称100吨的氦3聚变释放的能量能提供全球提供一年的能源。这个显然是纯理论的计算,对于目前的能源危机解决没有实际意义。我还可以说如果把全世界的核弹销毁放出的能量也足够人类使用一年以上,这也是没有意义的,在目前在月球上开发氦3依然困难重重。

谢邀。题主的问题是根本错误的,其实氦3无法作为“核聚变能源”来使用。

说氦3可以作为核聚变能源,是建立在这个原理的基础上,就是He3(d,p)α。这个核反应是说,一个氦3核与一个氘核聚变,产物是一个质子加上一个α粒子(氦4),同时,会释放出约18MeV的能量。表面上看,它的放能大于氘氚聚变,聚变产物又没有中子,简直是太好了。

但这个结论显然是不懂“受控热核聚变”的原理所做出来的。实际上,它是要求在两种不同的原子核之间发生聚变核反应。没有注意到这一点,就会犯基本错误。

用氦3作为“热核聚变”的燃料,一定是要把它与氘混合,形成氘-氦3混合体系,这时人类考虑的是要利用氘核与氦3的聚变核反应,但问题就出现了——没有考虑氘原子核之间会发生聚变核反应。

因为库仑位垒的影响,氘核与氦3核的核反应截面,要远小于氘氘聚变核反应的截面,这样,就会发生氘氘聚变先被“点燃”,没有任何办法来阻止发生氘氘聚变核反应,而且,氘氘聚变所需要的温度,远小于氘—氦3聚变所需要的温度。这样,就肯定会发生氘原子核“快速燃烧”的现象。

最后就算氦3也参加了聚变,但其发生聚变的几率远小于氘氘聚变,所以氘核肯定先被烧光,而剩下的氦3之间的聚变截面又很小,无法达到足够的核反应速率(产能速率)。温度会急剧下降,整个“聚变堆”将停止运行。

这就是我不看好氦3作为“聚变能燃料”的原因。不知什么原因,几乎没有哪个“聚变专家”来指出这个问题。实际上,在论述“受控热核聚变”的专著里,明确指出在氘氚聚变或氘氘聚变的体系中,要忽略氘—氦3聚变,和氦3—氦3聚变的贡献,理由是“核反应几率太小”。这就证明了我的观点是正确的。

其实道理很简单。可以打一个比方:有人告诉你,有一种“石头”,如果把它与煤炭混在一起燃烧,达到一亿摄氏度时,放出的能量比单烧煤要高很多。但不能单独烧。你肯定会问:那到一百万摄氏度时,煤炭不会全烧光吗?这时,那种“石头”该怎么烧呢?

到此,大家对新能源氘的应用的解答时否满意,希望新能源氘的应用的3解答对大家有用,如内容不符合请联系小编修改。

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