氢和锂7可以用来做核聚变的燃料吗？
氢和锂7，单独来看，它们都不是直接可用于我们当前主流核聚变反应堆的燃料。但是，如果将它们结合起来，特别是通过一种特定的方式，那么锂7就扮演了一个至关重要的“间接”燃料角色，而氢（的同位素）才是直接的聚变燃料。
要深入理解这一点，我们得先聊聊核聚变是什么，以及目前科学家们都在玩儿什么“组合拳”。
核聚变：让恒星发光的秘密
简单来说，核聚变就是把两个轻的原子核挤压在一起，形成一个更重的原子核，同时释放出巨大的能量。这个过程就像是恒星内部在“燃烧”一样。我们地球上的研究，主要目标就是模拟这个过程，但用的是比恒星里更“容易”实现的反应。
核聚变最“流行”的燃料组合：氘和氚
目前，科学家们在核聚变研究中最常使用的是氢的两种同位素：氘（D）和氚（T）。
氘：它就像氢，但原子核里多了一个中子。天然水中就含有氘，虽然浓度不高，但我们可以从中提取，相对容易获得。
氚：它比氘更“重”一些，原子核里有一个质子和两个中子。不幸的是，氚在自然界中非常稀少，而且它是一种放射性同位素，半衰期大约只有12.3年，所以它很不稳定，很难长期储存。
氘氚（DT）聚变反应是目前最容易实现的，也是科学家们最有希望首先实现商业化聚变能量的技术。这个反应是这样的：
$$
ext{D} + ext{T} ightarrow ext{He} + n + ext{能量}
$$
也就是说，一个氘原子核和一个氚原子核结合，变成一个氦原子核（一个质子加两个中子），释放出一个高能中子，以及大量的能量。
问题来了：氚从哪里来？
既然氚这么重要，但又这么稀少和不稳定，我们怎么解决这个问题呢？这就是锂发挥作用的地方了。
锂7 和 氚的“间接”关系：锂的“增殖”作用
这里我们就要引入锂（Li）了。锂是一种非常轻的碱金属。在核聚变领域，我们主要关注的是锂的两种稳定同位素：锂6（$^6$Li）和锂7（$^7$Li）。
在DT聚变反应中，我们得到了一个高能中子。这个中子的能量非常高，而且它对于维持聚变反应至关重要，因为它不仅仅是能量的载体，它还能用来“制造”更多的氚。
这个“制造”氚的过程，叫做氚增殖（Tritium breeding）。而实现氚增殖的“秘密武器”，就是锂。
具体来说，当DT聚变反应产生的高能中子撞击到锂原子核时，会发生核反应，从而产生氚。
1. 锂6 ( $^6$Li ) 的反应：
锂6 与中子反应，会生成氚和氦：
$$
n + ^6 ext{Li} ightarrow ^4 ext{He} + ^3 ext{H} ( ext{氚}) + ext{能量}
$$
这个反应效率很高，而且产生的氚很容易被提取出来，供下一个聚变循环使用。
2. 锂7 ( $^7$Li ) 的反应：
那么，你问的锂7呢？它也可以参与中子反应，但过程稍微复杂一些：
$$
n + ^7 ext{Li} ightarrow ^4 ext{He} + ^3 ext{H} ( ext{氚}) + n' + ext{能量}
$$
注意，这个反应不仅产生一个氦原子核和一个氚原子核，还会额外产生一个能量较低的中子（n'）。
为什么锂7也很重要？
虽然锂7的反应不如锂6那样直接高效地产生氚，但它在核聚变反应堆的设计中扮演着另一个关键角色：中子增殖（Neutron multiplication）。
DT反应产生一个高能中子。
锂6的反应消耗一个中子，产生一个氚。
锂7的反应消耗一个中子，产生一个氚，同时还产生一个低能中子。
这意味着，虽然锂7本身消耗了一个中子，但它产生的额外中子可以用来“接替”它被消耗的位置，或者用于其他地方。更重要的是，聚变反应堆的设计需要“自给自足”地生产氚。这意味着，每次聚变反应产生的 neutrons (中子)，至少要有一个能变成新的氚，才能维持反应的持续进行。
在聚变反应堆的“包层”（Blanket）中，通常会填充锂（常常是锂的陶瓷化合物，比如Li$_2$O，或者液态锂盐），这些锂层会被核聚变产生的中子轰击。
锂6是主要的氚生产剂。
锂7则在确保整体中子平衡方面起作用，它虽然消耗一个中子，但其产生的氚和低能中子，结合到整个反应堆设计中，有助于满足氚的生产需求，同时也能帮助吸收和传递能量。
总结一下：
氢（特别是它的同位素氘）是直接的聚变燃料，参与聚变反应释放能量。
锂7本身不是直接的聚变燃料，它不直接参与释放能量的聚变过程。
但是，锂7（以及锂6）是制造氚的关键原料。通过与核聚变产生的高能中子发生反应，锂7可以增殖氚。
氚（与氘一起）是实现DT聚变反应的另一个关键燃料。
所以，你可以这样理解：氘是“发动机”在燃烧的汽油，而锂7（和锂6）则是“发动机”内部一个重要的“零部件”，它负责“生产”另一种关键的燃料——氚，从而让发动机能够持续运转。
在设计未来核聚变发电站时，包层中的锂（包括锂7）是必不可少的，它负责“点燃”和“喂养”聚变反应，确保氚的供应，并将中子的能量转化为热能，最终驱动发电机发电。因此，虽然不是直接燃烧，但锂7在整个核聚变燃料循环中扮演着不可或缺的角色。
要深入理解这一点，我们得先聊聊核聚变是什么，以及目前科学家们都在玩儿什么“组合拳”。
核聚变：让恒星发光的秘密
简单来说，核聚变就是把两个轻的原子核挤压在一起，形成一个更重的原子核，同时释放出巨大的能量。这个过程就像是恒星内部在“燃烧”一样。我们地球上的研究，主要目标就是模拟这个过程，但用的是比恒星里更“容易”实现的反应。
核聚变最“流行”的燃料组合：氘和氚
目前，科学家们在核聚变研究中最常使用的是氢的两种同位素：氘（D）和氚（T）。
氘：它就像氢，但原子核里多了一个中子。天然水中就含有氘，虽然浓度不高，但我们可以从中提取，相对容易获得。
氚：它比氘更“重”一些，原子核里有一个质子和两个中子。不幸的是，氚在自然界中非常稀少，而且它是一种放射性同位素，半衰期大约只有12.3年，所以它很不稳定，很难长期储存。
氘氚（DT）聚变反应是目前最容易实现的，也是科学家们最有希望首先实现商业化聚变能量的技术。这个反应是这样的：
$$
ext{D} + ext{T} ightarrow ext{He} + n + ext{能量}
$$
也就是说，一个氘原子核和一个氚原子核结合，变成一个氦原子核（一个质子加两个中子），释放出一个高能中子，以及大量的能量。
问题来了：氚从哪里来？
既然氚这么重要，但又这么稀少和不稳定，我们怎么解决这个问题呢？这就是锂发挥作用的地方了。
锂7 和 氚的“间接”关系：锂的“增殖”作用
这里我们就要引入锂（Li）了。锂是一种非常轻的碱金属。在核聚变领域，我们主要关注的是锂的两种稳定同位素：锂6（$^6$Li）和锂7（$^7$Li）。
在DT聚变反应中，我们得到了一个高能中子。这个中子的能量非常高，而且它对于维持聚变反应至关重要，因为它不仅仅是能量的载体，它还能用来“制造”更多的氚。
这个“制造”氚的过程，叫做氚增殖（Tritium breeding）。而实现氚增殖的“秘密武器”，就是锂。
具体来说，当DT聚变反应产生的高能中子撞击到锂原子核时，会发生核反应，从而产生氚。
1. 锂6 ( $^6$Li ) 的反应：
锂6 与中子反应，会生成氚和氦：
$$
n + ^6 ext{Li} ightarrow ^4 ext{He} + ^3 ext{H} ( ext{氚}) + ext{能量}
$$
这个反应效率很高，而且产生的氚很容易被提取出来，供下一个聚变循环使用。
2. 锂7 ( $^7$Li ) 的反应：
那么，你问的锂7呢？它也可以参与中子反应，但过程稍微复杂一些：
$$
n + ^7 ext{Li} ightarrow ^4 ext{He} + ^3 ext{H} ( ext{氚}) + n' + ext{能量}
$$
注意，这个反应不仅产生一个氦原子核和一个氚原子核，还会额外产生一个能量较低的中子（n'）。
为什么锂7也很重要？
虽然锂7的反应不如锂6那样直接高效地产生氚，但它在核聚变反应堆的设计中扮演着另一个关键角色：中子增殖（Neutron multiplication）。
DT反应产生一个高能中子。
锂6的反应消耗一个中子，产生一个氚。
锂7的反应消耗一个中子，产生一个氚，同时还产生一个低能中子。
这意味着，虽然锂7本身消耗了一个中子，但它产生的额外中子可以用来“接替”它被消耗的位置，或者用于其他地方。更重要的是，聚变反应堆的设计需要“自给自足”地生产氚。这意味着，每次聚变反应产生的 neutrons (中子)，至少要有一个能变成新的氚，才能维持反应的持续进行。
在聚变反应堆的“包层”（Blanket）中，通常会填充锂（常常是锂的陶瓷化合物，比如Li$_2$O，或者液态锂盐），这些锂层会被核聚变产生的中子轰击。
锂6是主要的氚生产剂。
锂7则在确保整体中子平衡方面起作用，它虽然消耗一个中子，但其产生的氚和低能中子，结合到整个反应堆设计中，有助于满足氚的生产需求，同时也能帮助吸收和传递能量。
总结一下：
氢（特别是它的同位素氘）是直接的聚变燃料，参与聚变反应释放能量。
锂7本身不是直接的聚变燃料，它不直接参与释放能量的聚变过程。
但是，锂7（以及锂6）是制造氚的关键原料。通过与核聚变产生的高能中子发生反应，锂7可以增殖氚。
氚（与氘一起）是实现DT聚变反应的另一个关键燃料。
所以，你可以这样理解：氘是“发动机”在燃烧的汽油，而锂7（和锂6）则是“发动机”内部一个重要的“零部件”，它负责“生产”另一种关键的燃料——氚，从而让发动机能够持续运转。
在设计未来核聚变发电站时，包层中的锂（包括锂7）是必不可少的，它负责“点燃”和“喂养”聚变反应，确保氚的供应，并将中子的能量转化为热能，最终驱动发电机发电。因此，虽然不是直接燃烧，但锂7在整个核聚变燃料循环中扮演着不可或缺的角色。
网友意见
氢原子核（也就是质子）和锂7原子核反应生成两个氦原子核，放出大量能量。鉴于氢和锂7的储量远远多于氘和锂6，能不能用它们做核聚变？
类似的话题
-
氢和锂7，单独来看，它们都不是直接可用于我们当前主流核聚变反应堆的燃料。但是，如果将它们结合起来，特别是通过一种特定的方式，那么锂7就扮演了一个至关重要的“间接”燃料角色，而氢（的同位素）才是直接的聚变燃料。要深入理解这一点，我们得先聊聊核聚变是什么，以及目前科学家们都在玩儿什么“组合拳”。核聚变：............. -
你这个问题触及了化学中一个非常有趣的现象：为什么很多非金属氢化物表现出酸性，而氨（NH₃）却是个例外，表现出碱性？这确实是个值得深入探讨的题目，咱们就来掰扯掰扯。首先，咱们得明确一个基本概念：酸碱性是怎么来的。在水溶液中，酸是能电离出氢离子（H⁺）的物质，而碱是能接受氢离子（H⁺）或者电离出氢氧根离.............
-
美国与欧盟近期关于能源合作的协议谈判进展引发了广泛关注，尤其是涉及液化天然气（LNG）和氢能供应的条款。这一协议不仅关乎双方能源安全，还可能对全球能源格局、地缘政治及气候转型产生深远影响。以下是值得关注的关键信息和背景分析： 1. 协议的核心内容：LNG与氢能的供应保障 （1）液化天然气（LNG）供.............
-
.......
-
褐矮星内部和小型红矮星外壳的氢，它们的生存状态，远比我们日常接触到的氢气要奇特得多。这不仅仅是简单的气体，而是处在一种我们难以想象的极端环境下，以一种我们通常不会在宇宙中轻易观察到的形式存在。褐矮星内部：被压迫与扭曲的氢想象一下，一颗质量介于行星和恒星之间的褐矮星，它虽然不像恒星那样能有效地点燃氢核.............
-
好的，我们来聊聊氢能源汽车，特别是当氢气的来源和储运问题都能顺利解决后，燃氢内燃机和氢燃料电池汽车之间究竟谁能脱颖而出。这是一个复杂但极具吸引力的话题，涉及到技术、成本、效率以及我们对未来交通的想象。一、 问题的背景：如果我们不再为“氢”发愁首先，我们要明确一点：目前制约氢能源汽车普及的最大瓶颈，确.............
-
您这个问题问得非常关键，直接触及了可控核聚变的核心挑战和选择。很多人会觉得，既然是“氢”的聚变，为什么不直接用最丰富的氢呢？而选择氘和氚这两种相对少见的同位素。这背后其实是一系列物理和工程上的考量，并非简单的“原料多寡”那么简单。首先，我们来明确一下“氢”和“氘、氚”的关系。氢（¹H）是我们最熟悉的.............
-
中国天眼（FAST）中性氢谱线测量星际磁场重大突破，《自然》封面解读其深远意义近日，中国天眼（FAST）望远镜在中性氢（HI）谱线测量星际磁场领域取得了突破性进展，其研究成果荣登国际顶级学术期刊《自然》（Nature）封面，这一消息无疑为中国天文学界乃至全球宇宙学研究注入了一剂强心针。这项成果不仅仅.............
-
一加氢OS 11：一次稳健的升级，但惊喜略显不足2020年8月10日，一加发布了其基于Android 11的全新氢OS 11。作为一加氧OS（国际版）的兄弟版本，氢OS 11在保留原有简洁流畅特性的同时，也融入了不少Android 11的核心功能以及一加自身的设计思考。总体而言，这是一次稳健但略显保.............
-
氢燃料电池汽车（Fuel Cell Electric Vehicles, FCEVs）和传统锂电池电动汽车（Battery Electric Vehicles, BEVs）都是零排放的交通工具，但它们在能量储存、能量转化、基础设施建设、性能表现以及成本等方面存在显著的差异。下面将详细阐述它们的优劣势.............
-
氢OS，这个曾经在国产手机UI界叱咤风云的名字，如今却像一颗坠落的明星，让人又爱又恨，争议不断。说它两极分化严重，一点也不夸张。有些人视它为“纯净之光”，赞不绝口，而另一些人则觉得它“简陋可怜”，槽点满满。究竟是什么让这个UI如此让人爱恨交加？咱们就来好好掰扯掰扯。首先，为什么会有人觉得它“不好”？.............
-
氢能源汽车能否成为“新能源”的主力军，这是一个复杂且充满争议的问题，需要从多个维度进行详细分析。目前来看，氢能源汽车具备潜力，但要成为绝对主力，仍需克服诸多挑战。一、 氢能源汽车的优势：为何它有潜力成为主力？ 零排放的终极形态： 氢能源汽车在运行过程中唯一的排放物是水蒸气，这是最环保的驱动方式之.............
-
这个问题确实是氢能源汽车领域一个很有意思也比较普遍的讨论点。为什么商用车电堆的寿命目标设定得比乘用车高出一大截？这背后其实是多种因素综合作用的结果，咱们就来掰开了揉碎了聊聊。首先，得明确一点：寿命的定义和标准在不同应用场景下是不同的。 这里说的“寿命”通常指的是电堆的有效工作寿命，也就是能够持续提供.............
-
氢能源汽车，在不少人看来，似乎是电动车之外的另一个“绿色交通”选项。那么，当我们将目光聚焦在成本这个大家最关心的问题上时，氢能源汽车真的比电动车更有优势吗？咱们这就来掰扯掰扯。一、 购置成本：一场“先有鸡还是先有蛋”的拉锯战 电动车： 如今，电动车的购置成本正在稳步下降。随着电池技术的进步和规模.............
-
氢脆，这事儿说起来可不是件小事，尤其对咱们玩钢铁的来说，简直是让人头疼的隐患。简单讲，就是钢铁在有氢气环境下，性能会变得很差，轻轻一碰就碎，就像脆饼干一样。这到底是咋回事呢？咱得从头说起。氢这小家伙，怎么就盯上钢铁了？氢，这个原子序数最小的元素，轻飘飘的，但是它有个特别的本事，就是钻缝隙。很多金属，.............
-
“氢穷杜陵远”这句诗出自唐代诗人杜甫的《兵车行》，原句是“牵衣顿足拦道哭，哭声直上干云霄。道旁过者问行人，行人皆言道：‘前日英雄公，今皆龙钟老。前日王师大捷，今皆老弱残兵。氢穷杜陵远，兵车行……”。我们来仔细分析一下“氢穷杜陵远”这句话，并尽量还原它可能蕴含的真实含义，剔除任何让人觉得是机器生硬翻译.............
-
丰田Mirai的量产以及其在日美市场的推广，确实是我们反思中国在新能源汽车领域“弯道超车”战略的一个重要切入点。要回答“是否可以说我们弯道超车梦碎了？”，我们需要更深入、更客观地分析，不能简单地一概而论。首先，我们来拆解一下这个问题： “丰田氢燃料电池车，Mirai已在日美量产”：这是一个事实陈.............
-
氢能源作为一种清洁、高效的能源载体，其发展潜力巨大，但目前仍然面临诸多挑战和阻碍。这些阻碍可以从技术、经济、基础设施、政策法规、社会接受度等多个层面来详细阐述： 一、技术层面的阻碍 1. 制氢技术的不成熟与高成本这是氢能源发展最核心的瓶颈之一。目前主流的制氢方法及其问题如下： 灰氢（蒸汽甲烷重整.............
-
关于“氢氦正离子（HHe+）是宇宙最强酸”这个说法，在学术界并非一个普遍被接受或经过广泛验证的结论。更准确地说，HHe+ 作为一个具有极高化学活性的分子离子，在某些特定环境下确实表现出极强的酸性，但将其笼统地称为“宇宙最强酸”，可能存在一些误读或简化。为了更清晰地解释这个问题，我们需要从几个角度来理.............
-
好的，咱们就聊聊氢燃料电池工作时，那个“热”到底是个什么情况。别担心，这事儿不是什么高不可攀的科学定理，其实挺接地气的，咱们用大白话聊聊。首先得明确一个事儿，氢燃料电池在工作的时候，一定会产生热量。这就像你跑步一样，肯定会热，这是能量转换过程中不可避免的副产品。那这热量到底有多少呢？这个量级嘛，不是.............
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有