聚变能利用与国际热核试验堆.ppt

聚变能利用与国际热核试验堆当前的能源问题与长远的根本出路人类生存发展面临能源的严峻挑战化石燃料资源有限,不可能长期满足人类生存发展需要化石燃料(煤炭、石油、天然气)有限,几十、百余年或2-3百年将耗尽!直接燃烧化石燃料,给环境造成严重威胁排放大量有害物质和二氧化碳(温室效应)一氧化碳、烟尘、二氧化硫、氮氧化物、;三、四苯芘(强致癌);放射性飘尘(辐射损伤)。核能为人类生存发展提供长期稳定的能源!聚变能是解决能源问题的根本途径核能:裂变能和聚变能裂变能利用:热堆电站:铀利用率太低~1-2%(只用235U)快堆电站:铀利用率:60-70%天然238U(包括热堆乏燃料!)通过中子增殖,再生核燃料239Pu,n→238U→239U→239Np→239Pu“烧掉”铀-238,再生更多的钚-239,核燃料再生利用铀资源可用2000年!根本解决能源问题:利用聚变能聚变能利用原理与历史回顾聚变反应与聚变能聚变反应发现1934年,澳大利亚奥利芬特(Oliphant)用氘轰击氘,生成一种具有放射性的新同位素氚,第一个实现了D-D核聚变反应1942年美国普渡大学的施莱伯(Schreiber)和金(King)又首次实现了D-T核反应聚变反应与聚变能聚变反应:D+D→3He+n++D→T+p++3He→4He+p++T→4He+n+ D是氘核(重氢)、T是氚核(超重氢)总的反应效果:6D→24He+2p+2n+(D)在氢中占1/6500,每升海水中含氘33mg每升海水聚变能=300升汽油燃烧释放能量海水中氘总量35万亿吨,可用几亿年!氚天然不存在,靠锂生产:n+6Li→T+4He+,我国可采的锂数百万吨;聚变产生1万亿度电只需100吨锂;氦-3:月球上丰富,50-500万吨,用月球车运回1000吨,可发电万亿度,现在谈氦-3利用是过早了!巨大太阳能的来源太阳核聚变:主要是质子循环p+p→D+β++νp+D→3He+γ3He+3He→4He+p+p4p→4He+2e++2ν+。太阳每天聚变“燃烧”50万亿吨氢,太阳的氢可稳定燃烧几十亿年!地球上建造的产生核聚变能装置,称“人造太阳”。