核融合 Fusion

化學原理啟迪520

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1.     2個較輕的「核種」融合，也會產生大量的能量。事實上，星星是靠著核融合產生能量的。太陽有73%是氫，26%是氦，1%是其他元素。

2.     「質子」核融合生成「氦」，反應程序產生大量的能量：

¹₁H＋¹₁H→²₁H＋⁰₁e

¹₁H＋²₁H→³₂He

³₂He＋³₂He→⁴₂He＋2¹₁H

³₂He＋¹₁H→⁴₂He＋⁰₁e

3.     科學界正密集研究如何製造可行的融合程序，因為有許多容易取得的輕核種，例如氘deuterium ²₁H，可做為核融合反應的燃料。這種核能發電最重要的困難是啟動核融合需要高溫。

4.     只有當核子彼此的距離很短，大約是10^－13cm，核子結合在一起的力量才有效。

5.     因此要讓二個「質子」結合在一起，並釋出能量，它們必須非常靠近彼此，「質子」的電性是一樣的，所以它們會互相排斥，這代表要讓2個「質子」(或2個中子)靠近到足以結合，必須讓他們高速射擊向對方，才能超越靜電斥力。

6.     二個核種間的靜電斥力非常強，以致於需要4×10⁷K的溫度，才能使²₁H核種衝撞的速度，快到可以撞擊出有效的能量，將核子結合，釋放出鍵結能。

7.     最近，科學家研究二種系統去製造所需的高溫：高能量的雷射和電流加熱。現今仍有許多技術問題有待解決，並且我們不清楚哪一種方法比較有用，或什麼時候核融合可以成為實用的能量來源。

8.     但是，核融合還是有希望成為二十一世紀的主要能量來源。

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl《Chemical Principles》；圖片來源∕web.stanford.edu