核聚变的原理是什么？一次可以产生多少能量、掌握后的前景有多大近几十年以来

近几十年以来，人类的科技已经处于高速的发展之中了，目前全世界最尖端的科研技术，基本上都是用于核能、航天等等领域的。而在这其中，就有一个暂时还没有解决的问题——可控核聚变。

文章图片

文章图片
之所以一定要将核聚变变为可控的为人类所用，就是因为核聚变的威力过于强大，可以解决目前国际上绝大部分的能源问题。
那么什么是核聚变，它的原理是什么呢？
在我们的太阳系中，太阳是唯一的恒星，它为整个太阳系提供能量，而这个能量的根源，就是核聚变，所以以太阳为例来说明这个问题。

文章图片

文章图片
核聚变需要满足很多的条件，比如超高温、超高压等等。以下主要是讨论理论的情况和原理。
在太阳的内部，一开始是充斥着质量很小的氢原子（主要是氘），由于高温高压的条件，使得其核外电子摆脱原子核的束缚，让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起，发生原子核互相聚合作用。由于这样的聚合作用，产生了大量的能量，同时生成一种新的元素——氦元素，此时氦原子的原子核质量要大于氢原子。

文章图片

文章图片
这之后，聚合反应没有停止，并且新生成的氦元素，也加入到反应之中，这样反应更加剧烈，释放的能量更加强大，同时又产生一种新的元素——锂元素。
就这么持续地进行下去，按照元素周期表上面的金属活动性顺序，一直进行，直到生成了铁元素。由于铁元素性能极其稳定，所以这时候核聚变差不多就没有办法继续下去了。

文章图片

文章图片
与此同时，核聚变虽然释放了巨大的能量，但是本身的消耗也是十分夸张的，每一次的聚变，都需要大量的原料参与进来，所以太阳的质量其实一直是在减小的，根据推测，差不多再过50亿年，氢元素就将会耗尽，届时太阳会慢慢停止核聚变，最终变成红巨星，而后熄灭坍塌等等。
而其释放的能量，就会以太阳辐射的形式，四散开来，为整个太阳系提供能量。所以有人比较好奇，我们距离太阳如此遥远，仅仅接收到太阳辐射的22亿分之一，就已经让地球生命得以延续，那一次性到底可以产生多大的能量呢？

文章图片

文章图片
对于这个问题，没有办法继续精确计算，因为能量传播是有损耗的，而且还有很多其他方面的因素影响。
按照估计，太阳一秒钟就差不多有6亿吨的氢燃烧成大约5.96亿吨的氦，产生的能量相当于数万亿颗原子弹。
【核聚变的原理是什么？一次可以产生多少能量、掌握后的前景有多大】大致可以给出一个数据：
1公斤的氢聚变=6.3x10^14焦耳能量，约等于150573.6吨TNT当量
1公斤氘氚聚变=3.37x10^14焦耳，约等于80544.9吨TNT当量。

文章图片

文章图片