一个人倒时差什么意思人们说的倒时差是什么意思 _生活百科

作者:乔斌(北京大学先进技术研究院院长，博雅物理学院特聘教授)
在宇宙中，太阳和其他恒星中无穷无尽的能量就是由“核聚变”产生的。核聚变是两个轻核聚合产生一个新的较重核的过程。它的反应释放巨大的能量，不排放二氧化碳。与核裂变相比，它既不产生核废料，也不产生辐射，因此被称为人类的终极能源。日前，美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室国家点火装置实现了人类历史上首次激光控制核聚变点火:实验中输入2.05 MJ激光能量，产生3.15 MJ聚变能量输出(约为一辆电动汽车行驶10公里所需的能量)，实现了“净能量增益” 。这是人类能源史上的重大突破，从科学原理和工程技术上验证了未来核聚变能源的可行性，开启了人类进入清洁能源时代的大门。

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劳伦斯·利弗莫尔实验室资料图片
能量自由控制核聚变
1905年，爱因斯坦发表了关于运动物体电动力学的论文，建立了狭义相对论，推导出了物理学史上最著名的方程E=mc2 。能量(E)等于物质质量(M)乘以光速(C)的平方。这个方程告诉人们，如果物质的质量能够转化为能量，将会获得巨大的能量增益。一克静态物质对应的能量相当于21000吨TNT炸药爆炸释放的能量。
随着后来的研究发现，在原子核之间或原子核与中子之间的相互作用产生新原子核的过程中，会出现质量亏损的现象，一小部分损失的质量会以巨大能量的形式释放出来。这个过程叫做核反应。
【一个人倒时差什么意思人们说的倒时差是什么意思】核裂变是一个过程，其中一个重核分裂成两个或更多较轻的核。裂变后的原子核和粒子的总质量小于裂变前原子核和粒子的质量之和，质量能量转化，裂变过程放出巨大的能量。原子弹爆炸、核电站等。都是利用核裂变的原理。
核聚变是两个轻核融合成一个较重核的过程。聚变前后也有质量差异，质量和能量转化，聚变过程释放巨大能量。太阳等恒星产生的能量主要来自核聚变过程，氢弹释放的巨大能量也来自聚变过程。
与核裂变相比，核聚变的燃料是轻元素。如氢同位素(氘D，氚T)，氘氚聚变是自然界中最容易聚变的。目前，在受控核聚变中，氘和氚被用作聚变燃料。核聚变可以用少量的燃料收获巨大的能量。据估算，如果要获得同样的能量，核聚变氘氚燃料、核裂变235U燃料和煤的质量比约为1:4:800万。换句话说，聚变一克氘氚燃料所获得的能量相当于燃烧8吨石油所产生的能量。
20世纪50年代，人类开始在实验室探索核聚变的实现，即受控核聚变。但是，这是一件很困难的事情——原子核带正电，两者之间有很强的排斥力。为了发生聚变，原子核必须具有极高的动能来克服排斥力，这需要将燃料加热到超过1亿摄氏度的高温。为了使足够的聚变发生，单位体积的原子核数必须很大，这样原子核才能频繁碰撞聚变。当然，长时间保持原子核处于聚变状态可以获得更多的聚变能量。正是由于上述原因，系统的聚变性能与平均动能(温度)、数密度(密度)和原子核处于聚变状态的时间(约束时间)直接相关。
几十年来，科学家们取得了很大的进步，但仍然达不到商业发电的水平，甚至没有达到输出能量大于输入能量的能量增益。这是因为没有一个容器能够承受1亿多摄氏度的高温，而在这样的高温下，氘氚燃料呈现出电子和原子核分离的混合状态，这种状态被称为等离子体状态。处于等离子体状态的物质，内部会产生复杂的电磁场和不稳定性，使科学家无法准确预测其状态，进而很难将这样的祸害约束在人类设计的笼子里，达到聚变条件。

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