偏滤器(Divertor)是环形聚变装置(例如:
托卡马克)的组成部分,这种装置是用来把放电的外壳层内的带电粒子偏滤到一个单独的室内,在此带电粒子轰击挡板,变为中性粒子被抽走。用这种方法能避免外壳层内的
高能粒子轰击主放电室壁从而避免了从室壁释放出能够冷却放电的次级粒子。
简介
偏滤器(Divertor)是环形聚变装置(例如:
托卡马克)的组成部分,这种装置是用来把放电的外壳层内的带电粒子偏滤到一个单独的室内,在此带电粒子轰击挡板,变为中性粒子被抽走。用这种方法能避免外壳层内的
高能粒子轰击主放电室壁从而避免了从室壁释放出能够冷却放电的次级粒子。
影响约束区边缘的磁场位形,用于把杂质/氦灰偏滤到靶室。偏滤器替换孔栏确定等离子体边缘。
相关
核裂变
核裂变(德语:Kernspaltung;英语:nuclear fission),在港台称作核分裂,是指由较重的(
原子序数较大的)
原子,主要是指
铀或
钚,裂变成较轻的(原子序数较小的)原子的一种
核反应或
放射性衰变形式。核裂变是由
莉泽·迈特纳、
奥托·哈恩及奥托·罗伯特·弗里施等科学家在1938年发现。
原子弹以及
核电站的能量来源都是核裂变。早期原子弹应用
钚-239为原料制成。而
铀-235裂变在核电站最常见。
重核
原子经中子撞击后,裂变成为两个较轻的原子,同时释放出数个
中子,并且以
伽马射线的方式释放
光子。释放出的
中子再去撞击其它的重核原子,从而形成
链式反应而自发裂变。原子核裂变时除放出中子还会放出热,核电站用以发电的能量即来源于此。因此核裂变产物的
结合能需大于反应物的的结合能。
核裂变会将
化学元素变成另一种化学元素,因此核裂变也是核迁变的一种。所形成的二个原子质量会有些差异,以常见的可裂变物质
同位素而言,形成二个原子的质量比约为3:2。大部分的核裂变会形成二个原子,偶尔会有形成三个原子的核裂变,称为三裂变变,大约每一千次会出现二至四次,其中形成的最小产物大小介于
质子和氩原子核之间。
现代的核裂变多半是刻意产生,由中子撞击引发的人造
核反应,偶尔会有自发性的,因放射性衰变产生的核裂变,后者不需要中子的引发,特别会出现在一些质量数非常高的同位素,其产物的组成有相当的机率性甚至混沌性,和
质子发射、
α衰变、集群衰变等单纯由量子穿隧产生的裂变不同,后面这些裂变每次都会产生相同的产物。
原子弹以及
核电站的能量来源都是核裂变。
核燃料是指一物质当中子撞击引发核裂变时也会释放中子,因此可以产生
链式反应,使核裂变持续进行。在核电站中,其能量产生速率控制在一个较小的速率,而在原子弹中能量以非常快速不受控制的方式释放。
由于每次核裂变释放出的中子数量大于一个,因此若对链式反应不加以控制,同时发生的核裂变数目将在极短时间内以
几何级数形式增长。若聚集在一起的重核原子足够多,将会瞬间释放大量的能量。原子弹便应用了核裂变的这种特性。制成原子弹所使用的重核含量,需要在90%以上。
核能发电应用中所使用的核燃料,铀-235的含量通常很低,大约在3%到5%,因此不会产生核爆。但核电站仍需要对反应堆中的中子数量加以控制,以防止功率过高造成
堆芯熔毁的事故。通常会在反应堆的
慢化剂中添加
硼,并使用
控制棒吸收燃料棒中的
中子以控制核裂变速度。从镉以后的所有元素都能裂变。
核裂变时,大部分的裂变中子均是一裂变就立即释出,称为瞬发中子,少部分则在之后(一至数十秒)才释出,称为延迟中子。
聚变能
聚变能(又称核聚变能源)指利用
核聚变产生能量。
聚变反应是一种结合两个较轻
核子产生较重
核子的高能反应。合并时,部分质量丧失转换为能量。聚变能研究主要关注于驾驭这个反应并作为大规模
可持续能源的来源。
几乎所有针对大规模商业应用提出的方案,
热量都由受控
核聚变产生的
中子散射提供,并如同现今
核能、
火力发电厂一般,提供给
蒸汽涡轮发动机发电。
许多不同的聚变能概念曾被提出,截至2016年1月,主要的设计为
托卡马克以及
惯性约束聚变。这些技术还无法用于商业运转,目前启动以及维持反应所需的能源大于产出。
质谱法
质谱(英语:mass spectrometry,缩写:MS)是一种电离化学物质并根据其
质荷比(
质量-
电荷比)对其进行排序的分析技术。简单来说,质谱测量样品内的质量。 质谱法被用于许多不同领域,并被用于纯样品和复杂混合物。
质谱是离子信号作为
质荷比的函数的曲线图。这些频谱被用于确定样品的元素或同位素签名,颗粒和
分子的质量,并阐明分子的化学结构,如
肽和其他
化合物。
在典型的质谱法中,可以是固体,液体或气体的样品被电离,例如用电子轰击它。 这可能导致一些样品的分子破碎成带电的碎片。 然后,这些
离子根据其
质荷比被分离,通常通过加速它们并使其经受
电场或
磁场:相同
质荷比的
离子将经历相同数量的偏转。离子通过能够探测带电粒子的机制被探测到,例如一个
电子倍增管。 结果被显示为作为质荷比的函数的已经探测离子的相对丰度的频谱。 样品中的原子或分子可以通过将已知质量与鉴定的质量相关联或通过特征分解模式来鉴定。
参考