使用氢同位素氘和氚进行核聚变与氢相比有什么优势?
核反应分为核聚变和核裂变。目前世界上所有的核电站都采用核裂变反应,即铀核的链式反应。
但是核聚变是以氢同位素:氘和氚为原料的反应。就目前的科技而言,核聚变唯一的用途就是制造氢弹。之所以不能用于发电,是因为核聚变还没有发展到可以控制的程度,也就是一旦开始,只能无限反应,直到原料耗尽。
这种反应对人类活动是危险的,但它之所以不能建电厂,最重要的原因是电厂并网要求苛刻。
对于发电机组的并网,需要保证发电机组的输出电压与电网一致(低压侧允许偏差为10%,高压侧为5%),频率必须为60Hz(允许偏差为0.5Hz)。但由于核聚变的不可控性,其产生的能量是不稳定的,无法带动发电机组中的涡轮匀速旋转,从而无法将其电压和频率稳定在要求的范围内。
不能并网的发电机组对整个电力系统几乎没有意义,所以目前不可能有核聚变电站,也就是你说的氢核电站。
但是核聚变对于核裂变有很大的优势。
首先,相同质量的聚变燃料比裂变燃料产生更多的能量。
第二,核聚变的燃料和反应后的产物没有放射性。(氢弹爆炸具有放射性是因为核聚变需要极高的温度来启动反应,而产生如此高温的方式就是引爆氢弹内部的一颗小型原子弹。原子弹的原料是铀,所以天然具有放射性。)
第三,核聚变的燃料比核裂变的燃料分布更广、更丰富。