核聚變是使很輕的原子核在異常高的溫度下合并成較重的原子核的反應(yīng).這種反應(yīng)進(jìn)行時(shí)放出更大的能量.以:氘(原子量為:2,中子量為1; )和氚(原子量為3,中子量為2)核的巨變反應(yīng)為例:
氘+氚=氦+中子
注:上面公式因復(fù)制不到,只能用文字表示.
根據(jù)公式 ΔE=Δmc2(是2的平方)
以氘,氚,氦,中子的摩爾質(zhì)量分別為2.01355,3.01550,4.00150
和1.00867g·mol-1,所以
Δm=｛（4.00150＋1.00867）-（2.01355＋3.01550） ｝g·mol-1
＝-0.01888g·mol-1
ΔE＝Δmc2＝（-0.01888g·mol-1）×（2.9979×108m·s-1）2
＝-1.697×1015g·m2·s-2mol-1
＝-1.697×109kJ·mol-1
對(duì)于1.000g的核燃料來(lái)說(shuō),因H-2和H-3的摩爾質(zhì)量分別為2.014和3.016g·mol-1,所以
E1-E2=1.697x10_9(10的9次方)x{1.000g除以(2.014+3.016)}g·mol-1= -3.37x10_8(10的次方)千焦
比1g U-235的裂變能（8×107kJ）還要大.即1g燃料核聚變所產(chǎn)生的能量約為核裂變相應(yīng)能量的4倍.
核聚變反應(yīng)也稱為熱核反應(yīng).氫彈爆炸也是熱核反應(yīng).不過(guò),氫彈的能量不是逐步放出來(lái)的,而是以爆炸的形式一下子放出來(lái)的.所以,利用這些能量就很不容易.如果能夠控制核聚變反應(yīng),使能量逐步釋放出來(lái).那么,就可以利用核聚變能來(lái)發(fā)電,這就是受控核聚變反應(yīng).
實(shí)現(xiàn)受控核聚變反應(yīng),先要將氘、氚等核燃料加熱到很高的溫度（大約要1億度以上）,在這樣高的溫度下,氘、氚等氣體原子將全部發(fā)生電離,變成帶正電的離子和帶負(fù)電的自由電子,這種由離子和電子組成的氣體稱為等離子體.等離子體的溫度越高,密度越大,約束時(shí)間（維持高溫的時(shí)間）越長(zhǎng),放出的能量就越多.當(dāng)溫度達(dá)到臨界時(shí),放出的能量足以加熱下一次添加的氘氚燃料,聚變反應(yīng)就可以持續(xù)下去,這時(shí)就稱為受控核聚變的“點(diǎn)火”.載:生命經(jīng)緯 > 交叉研究 > 生物物理學(xué)