核聚变
利用原子能发电的方法有两种。一种是利用原子能裂变时释放的能量来发电,现在的核电站都用这种方法;另一种是利用原子核聚变放出的能量。核聚变又叫热核反应,它与核裂变的方法不同。1933 年,世界上第一台
加速器工作不久,科学家发现,较轻氖原子核能够合并成较重的氦原子核, 并释放出巨大的能量,这就是核聚变。科学家利用核聚变制造出威力比原子弹还大的氢弹。
核聚变放出的能量比核裂变放出的能量要多得多。l 克碳原子在空气中燃烧,放出的热量只能发电 0.0093 度;1 克铀—235 原子发生核裂变反应, 能发电 2.3 万度;可是,你知道,氘聚变成 1 克氦原子后能发多少电吗?能
发电 139 万度,差距大得惊人。
热核反应使用的原料是氘,地球上氘原料相当丰富,海水里就含有大量的氘。1 升海水大约含有 0.03 克氘。如果把海水里的氘都利用起来,可供人类用上几亿年。
热核反应不会产生放射性废物,也不会产生烟尘、酸雨和温室效应。 遗憾的是,30 多年来,许多国家花费了大量的人力物力,但热核反应的
研究进展缓慢,聚变能还不能被人们利用,这是为什么呢?
原来,热核反应虽然在氢弹爆炸中已经实现,可是,氢弹里的热核反应是一发而不可收拾的。要利用热核反应放出的能量,必须使这种反应受到控制。
热核反应首先要使氘原子核相互接触,可是,氘原子核的外面有一个电子存在,好像给原子核穿上了一件外衣,两个氘原子核就很难接触。要使氘原子核接触,先得脱去这件外衣。有什么办法呢?我们知道,只有天气热了, 人们才会自动脱掉外衣,伺样,要使氘原子脱去外衣,变成氘核,温度起码要 10 万摄氏度以上。在自然界,只有太阳内部,才会有这么高的温度。所以太阳能自动持续地发生热核反应,产生无比巨大的能量。在现实中,要控制热核反应,需要模拟太阳内部高温高压的环境,难度是可以想象的。
1989 年 3 月 23 日,美国犹他大学的彭斯教授和他的英国同行宣称,他们能够在室温条件下,仅用一些试管、烧杯,通过电解的方法进行热核反应。
消息一传出,顿时引起了巨大的震动,科学界沸腾起来了。在短短的一
个多月时间里,美国、匈牙利、前苏联、意大利、日本以及中国科学院化学研究所的科学家相继宣布,他们已重现了彭斯教授实验的结果。可是,世界上一些享有盛名的实验室却没有如愿以偿,因此,对彭斯教授的科研成果持怀疑态度。他们认为这可能是实验差错形成的,这种反应只不过是一种化学反应。于是在科学界,关于室温核聚变的真假形成了两种对立的观点,争论十分激烈。
到目前为止,即使持怀疑态度的科学家也不敢贸然否定彭斯和弗莱希曼的实验,因为室温核聚变对人类太有吸引力了。如果室温核聚变一旦实现, 全世界将会发生巨大的变化。其实,科学史上的许多事例也证明,一些新发现往往是在“不合常理”的情况下开始的。
彭斯和弗莱希曼的实验是谬误还是实现室温核聚变的一条捷径,至令仍然是个谜,还需要大量的实验来进一步验证。