科普作家硬核科普!终极能源“人造太阳”到底是什么?

核聚变,顾名思义,是利用原子核聚变反应产生能量。人类最早发现的核聚变反应是太阳内的核反应,它不断地向外辐射能量,向地球输送能源。因此,核聚变也被看作是宇宙的能源。它的好处也是显而易见,比如安全性高,废料处理成本低,原料容易获得等等。核聚变的燃料,氢的同位素氘在海水中储量极为丰富,从一升海水中提出...

反物质究竟是什么?为何有如此大能量?为何又价值连城?

反物质可以简单地理解为正常物质的镜像,两者之间存在一种极为重要的特性:当反物质与物质相遇时,它们会发生湮灭,并释放出巨大的能量。正反物质的湮灭过程与核裂变或核聚变有着根本的不同。正反物质在湮灭后,不会生成任何新的物质元素,而是直接转化为两个不具备质量的光子,这意味着两种物质的全部质量都会转化为能量释...

恒星的核聚变到铁就停了,那些比铁更重的元素是哪里来的?

铁元素,作为核聚变反应的终点,似乎宣告了一种平衡——在它之前,元素通过核聚变不断生成;而在它之后,新的元素则需要不同的途径来创造。宇宙大爆炸后,氢和氦占据了宇宙物质的主导地位。随着时间的推移,恒星的诞生和演化为宇宙带来了更多样的元素。在恒星的核心,温度和压力达到了难以想象的高度,使得氢核能够克服彼此...

物质是什么?:哲学的基本问题探讨

物质可以存在于多种状态和形式中。按照流变学理论,物质的状态取决于温度、压力和时间,最常见的三种状态是固态、液态和气态。除了这些宏观状态,物质还可以以等离子态存在,这是一种高能状态,常见于恒星内部和人造环境如核聚变反应器中。在微观层面,物质由原子和分子组成,而这些原子和分子又由更基本的粒子如夸克和轻子构...

反物质研究新突破:最重反物质超氢-4被发现!在重离子对撞中产生

这是因为反物质与普通物质相遇时，两种物质的总质量会100%的变成能量。相对而言，核裂变过程中物质质量变成能量的占比还不到0.1%，而核聚变中，物质质量变成能量的占比也只有0.7%左右，所以正反物质湮灭生成能量的效率是核裂变的1000多倍，是核聚变的大约143倍。因此，反物质在能量应用上具有巨大的应用前景，比如在...

未来,核聚变能源将真正走进千家万户 | 张杰院士专访

2008年当选发展中国家科学院院士、2011年当选英国皇家工程院外籍院士、2012年当选美国国家科学院外籍院士,2015年荣获在激光核聚变与高能量密度物理领域最重要的国际奖项ー爱德华??泰勒奖章,2021年获得未来科学大奖-物质科学奖;直到今日,他还亲自带领着一支大型联合研究团队奋战在实验现场,为实现人类终极能源的梦想而努力...

可控核聚变行业:政策、技术、资本合力推动,聚变能商业化前景可期

技术和成本门槛高,核聚变商业化前景可期。据中国科学院合肥物质科学研究院,实现核聚变发电的两大技术难点是如何实现上亿度点火和等离子体稳定长时间约束控制,需要将上亿度等离子体与零下269度超导磁体、高热负荷等离子体与壁材料相互作用、动态精密控制等多项极端条件同时高度集成和有机结合。FIA《Thegloba...

氢核聚变对智能化时代的影响究竟有多大

我们常说的氢核聚变其实是氢族元素中的氘氚核聚变，在我们地球上，没有氚，只有氕和氘。氕在地球上是氢族元素的主体，氘的占比很低。在1升海水中，只有氘0.034克，而氕含量为111.076克。所以氘在氢族元素中的占比只有0.027%。氢因为没有中子，不能直接聚变为氦，需要先聚变为氘，而且该步热核反应所需...

恒星核聚变到铁元素就戛然而止了,比铁更重的元素是如何产生的?

恒星之所以能保持数十亿年的稳定,就是两种力量达到了完美的平衡。一种力量是核聚变产生的外推力,这种力量一直试图把恒星炸裂。多亏了另一种力量的存在,恒星才没有被炸裂,这种力量就是恒星自身产生的重力,重力与核聚变的力量正好相反,试图把恒星物质不断往核心拉拽。

浅谈激光聚变

摘要美国国家点火装置的物理实验结果,跨越了热核聚变点火这一标志性的门槛,再次引起了学术界和大众对可控热核聚变研究的兴趣。文章介绍了热核聚变的基本概念、激光聚变的主要内涵和激光聚变点火研究的进展。关键词热核聚变,激光聚变,聚变点火01引言2022年12月5日,美国国家点火装置(NationalIgnitionFacility,NIF)...