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核聚变反应过程中如何处理聚变产物? 第1页

  

user avatar   jiehou1993 网友的相关建议: 
      

其实核聚变堆跟你家烧水的火炉是一个道理。

聚变的反应物氘氚,其实就是火炉里的煤炭燃料

而氘氚聚变产生的氦,就相当于是烧剩下的煤灰:

另外聚变离子还会轰击反应堆内壁,产生表面溅射,让一些重元素进入等离子体。

这些溅射出来的重元素,就是火炉上掉下来的的壁渣

这些氦离子和重元素不仅不能聚变产生能量,还会稀释氘氚的浓度,并通过热辐射损失热量,使得后续的氘氚聚变更加困难。

换句话说,煤灰和壁渣不仅不能拿来烧,还会把烧的正旺的煤炭给扑灭掉。所以,我们要想办法把这些煤灰和壁渣给排出去。

火炉该怎么排灰?当然是下面挖几个小孔,把灰滤出去,把煤炭留下来

磁约束聚变堆里也是一样的,在反应堆底部加个偏滤器,把这些不能聚变的元素通通滤出去,把氘氚留下来就行了:

简单来说,聚变堆中的偏滤器就是个质谱仪。我们知道,带电粒子的运动在磁场中会被偏转,粒子带的电荷越多,偏转力越强,而质量越大(惯性越大),抵抗偏转的能力也就越强。所以,决定偏转轨迹的往往是电荷/质量比。

由于不同粒子的电荷/质量比不一样,他们在磁场中的偏转轨迹也不一样。通过这一性质,我们就可以把煤灰和壁渣给滤出去,把煤炭留下来了。

不过这里也存在一个挑战,氘核和氦核的电荷/质量比很接近,分别是2/4.0282和2/4.0026(元电荷/相对原子质量)。因此往往还需要一些比较特殊的技术来提高偏滤的精度,这里就不wo展ye开bu讲dong了。

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