在物理学中,原子核由不带电的中子和带正电的质子组成,因为两个原子核都带正电,所以会互相排斥,但当原子核靠近达到一定距离时,强核力就会在两个原子核之间产生,当强力压倒电磁力后,原子核彼此就会发生碰撞结合,两个较轻的核会变成一个较重的核,在此过程中产生的质量亏损,就是核聚变能量的来源。
但可控核聚变并不容易目前的氢弹虽然属于核聚变,但它的能量释放过程太短,无法转化为电能,当前国际研究的可控核聚变实现方式主要有两种:磁约束核聚变和激光约束(惯性约束)核聚变。
上面我们讲到,要使强核力压过电磁力并触发核聚变,就必须有超高温或超高压,例如太阳的中心温度达1500万摄氏度,还有因质量巨大而产生的向内坍缩的超高压力,约达到3000亿个标准大气压,但这样的压力只有在恒星内部才能实现,在地球上根本无法制造出这么高的压力环境。
于是压力不够温度来凑,目前的我国的托卡马克装置内温度达到了1亿摄氏度,并且能将1亿摄氏度的聚变环境维持超过100秒,美中不足的是这100秒内输出的能量小于输入的能量,因此并不能用来发电。
什么是托卡马克装置?