人类目前对能源的需求正在不断增加。传统能源不仅污染高，而且面临能源枯竭的问题。在人类目前发现的能源中，核能的能量密度最高，核能的利用分为核裂变和核聚变。利用核裂变的原理，人类制造出了原子弹，利用核聚变的原理，人类制造出了氢弹。从这两枚核武器释放的威力，我们就可以看出核能的威力有多么强大。通过爱因斯坦发现的质能方程E=MC²，我们还可以计算出物质所蕴含的巨大能量。成功获得这种能源或许能够永久解决人类的能源危机。接下来我将主要围绕核能原理以及利用核聚变的“人造太阳计划”的科学原理和技术制造进行一系列详细的讲解。
核裂变与聚变简要概述
核裂变
物质是由原子组成的。原子包含位于原子中心的原子核和围绕原子核的电子。原子核由质子和中子组成。质子和中子基本上占据了整个原子核的全部质量。
原子结构
进行核裂变的原子需要质量较大的原子作为原料（主要是铀原子核U或钚原子核Pu）。由于原子核含有较多的质子和中子，因此原子核较大，结构也不是很稳定。因此，当用高速中子从外部撞击原子核时，原子核会分裂产生两个或多个原子核，同时会释放出两个或三个具有极高能量的中子。释放的中子将继续撞击其他相邻的原子核。原子，从而产生链式反应。这个反应伴随着巨大的能量变化。
核裂变的能量非常大网校头条，目前的应用主要是在原子弹和核电站的制造上。暂且不谈原子弹的应用，二战期间我们也见识过它的威力。我们主要使用核能作为能源。核裂变技术还比较成熟，人类早在几十年前就已经利用核裂变产生的核能来发电。世界上第一座核电站于1954年6月27日在前苏联建成，当时成为人类和平利用原子能的成功范例。
世界上第一座核电站
那么既然核裂变技术已经可以为人类产生巨大的能源，为什么不大力发展，花费巨资研究核聚变发电呢？核裂变的利用存在很多非常麻烦的问题：
核裂变的原料是原子量很大的元素。在自然状态下，这些元素的含量很低，原料也非常有限。此外，核裂变需要高浓度的材料。从天然材料中提取这些元素也需要大量的时间。大量的能量。为了获得高纯度的镭，居里夫人从几十吨矿石中只提取了零点几克。所以原材料是问题之一。
由于这些重元素非常不稳定核聚变和核裂变的应用，即使没有外部能量的输入，它们也会自发衰变，即产生核辐射。这种变化将对人类健康和自然生态造成巨大危害。核裂变产物中仍然存在辐射，因此产生的核废料非常难以处理。即使填埋也会对环境造成严重污染。核电站的核泄漏也是一大安全隐患。
因此，人类正在逐步开展另一种核能——核聚变能的研究。核聚变的工作原理与核聚变过程正好相反。核裂变是分裂，核聚变是聚合。
核聚变
核聚变是质量较小的原子在超高温高压条件下碰撞并在强相互作用下被吸引聚合的过程。在这个过程中，也释放出大量的能量。那么有些人就会产生疑问。上述裂变释放能量。为什么聚变也会释放能量？这个过程不是相反吗？还有一个核能问题。
四种基本力
质子带正电，因此质子由于电磁力而相互排斥。这时，中子在质子之间起到“慢化”作用。质子和中子之间存在很强的相互作用力。这股力量非常强大，而且只在很短的距离内起作用。因此，质子之间的排斥力将与强力相平衡，因此原子核紧密地结合在一起。因此，不同的原子核具有不同的能量。态，从这条能量曲线我们可以知道，铁是所有元素中最稳定的，这意味着铁原子携带的能量是最低的，也就是核子的平均质量是最小的。这时，如果质量继续增加，质子的数量就会增加，半径也会增加。 ，强作用力的作用变弱，质子之间的作用力变强，这种排斥力可能会大于强作用力，导致原子核变得不稳定，能量变高。因此，轻元素的聚变和重元素的裂变可以释放能量。
了解了聚变和裂变的能量变化规律后，接下来继续了解聚变的基本过程。
核聚变一般使用轻原子核，例如氘和氚。当这两个原子核融合时，会产生一个氦核和一个中子。并释放17.6MeV能量。核聚变反应最大的特点是可以产生巨大的能量。在相同质量下，产生的能量是石油的近800万倍。 1克核聚变发电“燃料”几乎可以产生相当于燃烧8吨石油的能量。
核聚变过程
太阳是一个大型核聚变锅炉。太阳基本上是一个由氢组成的天体。内部温度极高，不断发生聚变反应，产生巨大压力。不过，太阳的质量也很大，所以也会产生很大的引力。这种内部压力与向内的引力相平衡，使得太阳不会爆炸，核聚变反应也因此能够持续稳定地发生。
内部高温平衡产生的压力和重力
人类如果想利用核聚变发电，就相当于先建造一个“人造太阳”，这是能源的来源。实现核聚变的原料是氘核和氚原子核。这些原料在地球上几乎是无限的，可以直接从水中提取。与裂变相比，聚变基本上不存在失控现象。这是因为聚变需要高温高压的条件才能进行核聚变和核裂变的应用，而我们可以很容易地改变这些条件，使得反应可以随时终止。因此，与核裂变发电相比，核聚变具有更多的优势。
氕、氘、氚原子核
总结
通过上面的分析，我们了解了核聚变和核裂变的详细原理。核裂变实现起来相对简单。要实现核聚变的条件，技术和设备要求非常高。人类利用核聚变的第一步就是制造“人造太阳”。那么这个“人造太阳计划”的下一步流程是什么呢？本系列将继续一步步详细讲解。