氫和鋰7可以用來做核聚變的燃料嗎?

時間 2021-05-10 13:18:34

1樓:矽基生物

理論上好像也不一定可以作為能源啊。。。。

氫和鋰7當然可以聚變,其他答主也給出了反應式,問題是,可以作為能源不僅要考慮核物理反應,還要考慮在理想熱力學情況下是否能自給,也就是所反應產生的能量得足以維持反應。

麻煩大神算一下氫和鋰7聚變能把自身加熱(按照絕熱等體積)到多少度。

2樓:少司命

理論上有可能,但是太難太難實現。

目前的主流方向是D+T,下面幾張圖看懂為什麼要用這個反應。

Pics credit:MIT course 22.13, slides by Professor Zachary Hartwig 侵刪

(雖然一學期沒去上過課但是slides我還是認真看過的手動滑稽)

首先合適的核聚變的原料需要符合以下幾個條件:

1. 引起聚變反應所需能量不能太高,必須技術可行範圍內而且成本不能太高;

2. 輸出的能量盡可能的高;

3. 聚變反應的概率盡可能高,勢壘盡可能低,散射截面盡可能大。

那麼從輕的元素開始自由組合:

右下角這一坨顯然不行,庫倫勢壘實在是太高;

還有一些散射截面太小,不可行,比如題主提到的H1+Li7;

黃色框框的這一隊,因為binding energy的關係能量輸出太低,而且散射截面也比較小;

那麼最後就只剩下面幾個了:

最後考慮他們反應產生的能量和散射截面:

顯然D+T是最優選擇了。

3樓:

原則上講可以。

氫-鋰7的的反應率曲線如圖所示。與聚變最主流的燃料DT比較,其反應率遠遠低於DT。因此,反應條件更苛刻。

圖:DT和pLi-7反應率比較

另外,這個反應還有其他通道 @ncc21382:

這個反應可以作為低能(~keV)中子源。

4樓:UsernameRedacted

瀉藥。可以是可以,但是……沒啥用。

參考一下Wiki上的條目:Aneutronic fusion,這個條目裡給出來 proton + Lithium-7 → 2 Helium-4 單位反應釋放的能量是17.2 MeV。

然而,似乎這個反應的散射截面遠小於proton + Lithium-7 → Beryllium-7+ neutron,所以實際上這倆東西反應主要生成的是Be-7和中子(見[nucl-th/0011066] 7-Li(p,n) Nuclear Data Library for Incident Proton Energies to 150 MeV)。事實上,這種無中子的核聚變好像除了 @張浩 提到的proton + Boron-11 → 3 Helium-4意外基本上都沒什麼應用前景……(而且有人批評p-Li7是最爛的無中子核聚變反應……)

說實話,要搞核聚變,還是先把最好搞的D-T搞出來吧……(不懂亂答求指正)

5樓:

理論上都可以。

事實上D-T聚變所需的條件遠低於其它聚變形式,單位質量產生的能量又大於p-Li。現在D-T都還沒能完全做到正能量輸出,其它的聚變方案離正能量輸出差出的估計不是一點點,而是好幾個數量級。

p-Li和p-B,D-He3有類似的好處,那就是主反應不產生高能中子,但無論哪種聚變方案都存在會產生中子的副反應,關鍵地方高能中子的阻擋問題該解決還是得解決,逃不掉。

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