? asked in 科學化學 · 1 decade ago

如何發展核融合?

請問在現今的社會中

可以如何發展核融合?

請各位大大幫忙一下囉~~

2 Answers

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  • Anonymous
    1 decade ago
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    若以核融合發電來說~

    我想核融合發展的最大限制應該是材料吧~

    雖然核融合所放出的能量比核分裂還要來的大(約3-4倍)且原料易得

    但同樣地所產生的高溫也會高的驚人,因此勢必要發展出能抵抗此種高溫之材料

    且要發生核融合現象之前必須要有極大的壓力與高溫以抵抗兩質子同電荷斥力

    因此所耗費的能量要有所回收才可行~

    目前正進行核融合研究大型計畫

    國際熱核聚變實驗反應爐ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)

    新聞網站:http://science.phy.ncu.edu.tw/science/news/news200...

    裡面有ITER網站與模型的連結

    針對我的說明若有錯誤之處請不吝指教

    Source(s): 自己與我哥
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  • 1 decade ago

    核能一、質能守恆:1.在20世紀以前,一般認為物質與能量是分立的,彼此之間不能互相轉換。2.愛因斯坦在相對論中提到質、能是可以互換的,其互變的公式為:E=mc2 (E:能量,m:質量,c:光速)。愛因斯坦延伸了能量的概念,即:物質是能量的另一種呈現方式。核能發電的原理就是建立在此關係上。二、核能:1.核能是儲存在原子核內的位能。2.核分裂與核融合:核分裂:有些質量重的原子核並不安定,當受到外來的粒子撞擊後,會分裂成幾個質量較輕的原子核,稱為核分裂。核融合:兩個較輕的原子核在高溫的條件下,可以融合成一個較重的原子核,稱為核融合。核分裂與核融合皆因反應後的總質量較反應前減少而釋放出巨大的能量。釋放核能就是將原子核內的位能轉變成核反應後所生成粒子的動能,和電磁輻射的核能。3.減少質量1公克,可產生E=1×10-3×(3×108)2=9×1013焦耳=2.5×107度電能。此能量可供3500戶普通住家全年的電力消費。三、核能發電(核分裂):1.核能電廠是利用鈾作為燃料。2.鈾-235原子核受到中子撞擊時,容易分裂,並且產生二個以上的中子,這些中子繼續撞擊其他的鈾-235原子核,造成連鎖反應。3.鈾-235原子核進行核分裂連鎖反應時所產生的熱能,將水加熱成高溫、高壓的水蒸汽,用於推動汽輪機,再帶動發電機產生電能。天然鈾礦中含有99-3%的鈾-238和0.7%之鈾-235。鈾-238原子核不會分裂,反而會吸收中子,因而阻礙連鎖反應的進行。核能發電廠使用的鈾燃料必須先經精煉濃縮,使鈾-235濃度達到約3.0%,才能使核分裂有效進行。4.核能發電與原子彈的比較:核 能 發 電原 子 彈鈾-235濃度約為3%鈾-235濃度必須在90%以上核分裂的連鎖反應在控制下緩慢進行核分裂的連鎖反應無任何限制,任其快速進行鈾-235的純度低,不致造成爆炸,而產生危險於瞬間產生巨大的能量而爆炸5.優點與缺點:優點在發電的過程中,不會產生二氧化硫和氮的氧化物,故不會導致空氣污染,也不會造成酸雨,破壞生態環境。不會產生二氧化碳,故不會使地球的溫室效應惡化。燃料鈾的體積小,在運輸和儲存上皆方便。缺點其所產生的高輻射性核廢料的處理,若處理不善,對生物的生存環境有長期不利的影響。核電廠運作的安全性也備受關注。四、核融合方式進行發電的研究:1.核融合的原理:將氫的同位素「氘」(或稱為重氫)和「氚」的原子核,拘束在一很小的區域裡,加熱至約攝氏四千萬度,則兩原子核融合成一個較大的氦原子核(由兩個質子和兩個中子構成),並產生一個中子,同時釋放出核能。2.核融合反應的優點是不會產生具有危險性的輻射性產物。3.核融合反應的材料不虞匱乏:氘(重氫)是很穩定的原子核,在海水中每6700個氫原子中便有一個重氫原子。氚在自然界中的含量稀少,但可用核融合反應中放出的中子撞擊鋰原子核,使其轉化為氚。(鋰在鹽湖和地層中有非常豐富的蘊藏量)4.核融合是取之不盡的乾淨能源。5.太陽能就是源自於太陽內部不斷進行的核融合反應,因此核融合能源的開發研究可說是人類企圖在地球上產生並駕馭「太陽能」的努力。6.經過科學家半世紀的努力,在實驗上有相當大的進展,但在實用上仍有些距離,因為至今從反應爐中輸出的能量仍然低於維持其運轉所須輸入的能量。五、核能的輻射量劑:1.一般伴隨核反應的輻射有:α-射線(氦原子核的粒子流)、β-射線(電子的粒子流)、γ-射線(高能量的電磁輻射)以及中子。2.下表為三種輻射線(α、β、γ)之性質比較表:輻射線射線本質帶電量使空氣 電離能力在空氣中穿透距離阻隔輻射之 物質厚度在電場與磁場中之偏向α粒子氦核+2e強5 cm一張紙小β粒子電子-e弱5 m5 mm鋁板大γ粒子電磁波不帶電極弱超過100m25 mm鉛板可使強度減半不偏向3.游離輻射:可使原子核外的電子游離之核能輻射稱為游離輻射。游離輻射照射人體或其他生物體時,會破壞體內的細胞,造成傷害。這些有害的輻射反而可用於治療癌症。身體各部分的細胞對於較小劑量的輻射傷害,具有自行修復的能力,但不同組織的細胞有不同的忍受力。人體所受的輻射劑量的國際單位稱為西弗(Sv),常用單位為毫西弗(mSv)。下表為一般常見的輻射劑量值:項 目輻射劑量(毫西弗)彩色電視每天看一小時的年劑量0.01胸槍X光照射一次的劑量0.1我國核電廠廠界外輻射年劑量(法規限值)0.5每人接受來自自然界輻射的年劑量2一般民眾每人的年劑量(法規限值)5核能從業人員每人年劑量(法規限值)50鈷-60治療局部照射一次2000下表為輻射劑量對人體的生物效應:輻射劑量 (毫西弗)生 物 效 應 或 症 狀0~500沒有顯著的效應。500~1000輕微的血液異常。1000~2000倦怠、無食慾、中度血液異常,所有患者可在數週內復原。2000~6000嘔吐、嚴重血液變化、出血和感染,且於兩週後脫髮,約有20%至100%患者可在一個月至一年之間復原。6000~10000嘔吐、嚴重血液變化、出血和感染、脫髮,約有80%至100%患者在兩個月內死亡,生存者需要一段很長的時間復原。 參考資料http://w3.csghs.tp.edu.tw/teach/tause/%E5%9F%BA%E7...

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