中铀的含量只有３％左右，实际 上每年只消耗１ｔ铀），全自动氮吹仪其运输量微不足道。所以，发展核电对缓解我国铁路运输 压力，意义尤为重大。核电是清洁能源，目前由于有了核电站，全世界每年减少 了２０亿ｔ二氧化碳的排放。而且，核电站不像燃煤电站那样向外部环境排放大 量煤渣、烟尘和硫、氮、碳等的氧化物以及汞、镉、苯并芘等致癌物质。 　　有鉴于此，发展核能将是今后能源发展的主要方向，是解决全球性能源枯竭 问题及保护环境，保证可持续发展的重要途径。 　　６．受控核聚变的发展 　　把轻核聚合成较重原子核的反应叫聚变。核聚变可释放出比核裂变更巨大 得多的能量。但核聚变要求的条件也更苛刻得多，也更难控制。氢弹的爆炸就 是利用氢的同位素氘和氚的热核聚变过程。氢弹是利用原子弹爆炸所产生的高 温高压来达到轻核聚变所要求的条件，整个氢弹的爆炸过程仅为百万分之几秒， 是一种不可控制的释能过程。现在，人们期望使这种热核反应能在人工控制下 慢慢地进行，并把所释放出的能量变成电能输出。这样的过程就叫做受控热核 反应或受控核聚变。见图１０１０。  　第三节　新能源的开发利用３６７ 图１０１０　

托卡马克装置结构示意图 １—产生环场的线圈盘　２ —变压器线圈　３ —等离子体电流 ４—变压器铁心　５—金属外壳　６—螺旋场　７ —环场Ｈｔ　８ —角场Ｈｐ 　　要实现受控热核反应，必须满足两个基本条件：一是温度，二是等离子体密 度和约束时间。对于氘氚的核聚变反应，要求的温度为１亿摄氏度；而对于氘 氘的核裂变反应，则要求高达５亿摄氏度。等离子体是指参加反应的气体完 全分解成带正电的原子核和带负电的电子，即成为高度电离的气体。等离子体 密度越大，越有利于聚变反应的进行。反应堆里的等离子体密度最好是每立方 １４１８ 厘米有１０～１０个原子核。约束时间是指参与反应的等离子体被约束在一定 空间范围内的时间。约束时间越长，越有利于反应的进行。根据研究的结果，为 使聚变反应堆达到自持的条件，等离子体的粒子密度和约束时间的乘积必须大 １４ 于某一常量，这个常量称为劳逊条件。对氘氚反应来说，劳逊条件应超过１０， １６ 对氘氘反应则应超过１０。  ３６８第十章　能源与化学　

 　　聚变反应等离子体温度极高，用任何 材料制造的容器都“容纳”不了。但是，等 离子体是带电的粒子，在磁场中会受到磁 场的作用力。如果我们把磁场的形状、强 度、分布都搞得比较合适，就可以使这些高 温等离子体在规定的磁场内运动而不向四 面八方扩散，即用磁场把这些高温粒子约 束住，这就是磁约束（见图１０１ １１ ），它起 到了任何容器都起不到的作用。用超导磁 体构成的强大磁场可以达到６～８Ｔ，所能 约束的等离子体压强已超过反应堆所要求图１０１ １１ 　螺旋型磁场 的标准。此约束装置有各种设计，其中以（角场、环场的合成） 托卡马克系统的性能最好，它以氘、氚各半 作为燃料，高温等离子体在环管的中心部分进行热核反应。 　　目前人工核聚变所用的原料，即核聚变燃料，是氢的两种同位素氘（Ｄ，２１Ｈ）