激光诱发核聚变

来源:互联网发布时间:2009-08-14

1942年12月12日,人类科学史上第一个自持链式反应试验成功,从而庄严宣告,人类已步入了神奇的原子世纪。为原子弹、氢弹的爆炸成功奠定了基础。一个原子核,如铀或钚,受到中子轰击后,会发生裂变反应,即由一个重核分裂成两个或两个以上的中等质量的原子核,并同时释放出大量的能量,这就是原子弹或原子核反应堆的工作原理。相反的过程是,两个或两个以上质量很小的原子核,如氢核、氘核、氘核,锂核等,聚合成另一个或几个原子核,如氦等,这时伴随反应可能会产生比核裂变更大的能量。但是,原子核要发生聚变反应,必须克服核子间巨大的库仑作用力,因此这种反应需要极高温度,因此也称为热核反应,如氢弹就是热核反应发生的一个实例。
     氢弹是由原子弹来引爆的,原子弹爆炸时会产生上亿度的高温,从而点燃氢弹,使其发生热核反应。原子弹引爆氢弹,不仅设计困难,更为主要的是要消耗很多自然界本就不很丰富的裂变材料铀与钚等。为了克服困难,人们想到利用激光来诱发热核聚变的发生,目前在实验室中用激光引发核反应共有以下两种方案:一种是模拟氢弹的构造,做成一颗微型氢弹,将发生热聚变的材料氘(D)和氚(T)等做成一个个空心小球,小球直径d<1毫米,小球里面放进裂变材料铀,经激光照射后,这些材料被高度压缩发生连锁反应,由裂变产生高温,再由高温引起热核反应,最后这些微型氢弹就会发生核爆炸。
     另一种爆炸装置是用单纯的聚变材料做成小丸,用几千到几万瓦的大功率激光器从四面八方对准小丸中心发射激光,在毫微秒的短时间内,由于光压(相当于几十万至千万个大气压)作用,使小丸直径压缩达20多倍,其密度大于 10000 克/厘米3。小丸被强激光照射后,表面材料迅速汽化,汽化材料以每秒几公里的速度向四面八方飞射出去,它们的反作用就诱使小丸发生自心爆炸,结果使小丸心受到10亿至1000亿个大气压,从而把小丸引爆。目前激光诱发核聚变还停留在实验室阶段,相信不久的将来就会为人类带来福音,成为地球表面上的“人造小太阳”。

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