物理学与能源
物理学与新能源工程
风力发电的挑战：不稳定、效率低、占地面积大
核裂变反应：铀235原子核裂变产生能量
蒸汽发电：冷却剂的热量转化为蒸汽，推动涡轮发电机发电
热交换：裂变产生的热量传递给冷却剂
反应堆设计：控制裂变反应的速度和规模
太阳能：广泛应用于光伏发电、太阳能热水器等领域，未来发展趋势是高效、低成本、环保
地热能：广泛应用于地热发电、地热供暖等领域，未来发展趋势是高效、环保、智能
汇报人：XX
物理学与新能源工程
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物理学基础
新能源工程
物理学在新能源工程中的应用
新能源工程的发展前景和挑战
新能源工程的社会影响和经济效益
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物理学基础
物理学的定义：物理学是研究物质、能量和相互作用的科学，包括力学、电磁学、热学、光学、原子物理等分支学科。
物理学的重要性：物理学是自然科学的基础，为其他学科提供理论支持和实验方法，如化学、生物学、地球科学等。
物理学的应用：物理学在工程技术、医疗保健、环境保护等领域有着广泛的应用，如核能、太阳能、风能等新能源技术的发展。
物理学的发展：物理学的发展推动了人类文明的进步，如相对论、量子力学等理论的提出，为现代科技提供了理论基础。
古希腊时期：亚里士多德、阿基米德等哲学家和科学家对物理学的初步探索
16世纪：伽利略、开普勒等科学家对物理学的革命性贡献
推动科技创新：新能源工程促进了科技创新，推动了技术的进步。
改善环境质量：新能源工程减少了对传统能源的依赖，降低了环境污染。
促进经济发展：新能源工程带动了相关产业的发展，促进了经济的增长。
提高生活质量：新能源工程提供了清洁、高效的能源，提高了人们的生活质量。
汇报人：XX
自然资源知识：物理学和能源技术学的关系
自然资源知识：物理学和能源技术学的关系物理学和能源技术学的关系物理学是自然科学的一个重要分支，具有严谨的理论体系和丰富的实践应用。
而能源技术学则是应用科学的一个重要领域，涉及能源开发、利用、转换和储存等多个方面。
这两个领域之间存在十分密切的联系和相互依存关系，物理学为能源技术学的发展提供了理论基础和技术支持，而能源技术学则反过来促进了物理学的进一步发展和应用。
下面我们就来详细探讨一下这两个领域之间的关系。
一、物理学为能源技术学发展奠定了理论基础能源技术学是一门综合性很强的学科，涉及到物理、化学、数学、材料学等多个领域。
而其中，物理学为能源技术学提供了重要的理论基础，其中包括：1.热力学和统计物理学：热力学和统计物理学是实现热能转换、储存和利用的理论基础。
热力学研究能量守恒、热力学循环过程、热力学效率等问题，包括热能、机械能和电能等多种能量形式的转换和利用。
统计物理学则探究热力学系统中微观粒子的运动规律和热学性质，为热力学提供了更深入的理论基础。
2.光学和光电子学：光学和光电子学是实现光能转换、储存和利用的重要组成部分，涉及到光电材料、太阳能电池和光纤通信等领域。
光学研究光传播、干涉和衍射等问题，光电子学则研究光吸收、光致电荷分离和光电效应等问题，为光能转换和利用提供了基本的理论与技术支持。
3.材料学和半导体物理学：材料学和半导体物理学是实现能源转化、储存和利用的重要技术基础。
材料学研究材料的结构、性质和制备方法，包括太阳能电池材料、光催化材料、电解质材料和热储材料等。
半导体物理学则研究半导体材料的电子能带结构、载流子输运和光电转换等问题，为半导体能源器件的设计、制备和优化提供了理论基础。
二、能源技术学促进了物理学的进一步发展除了为能源技术学提供理论基础外，能源技术学还促进了物理学的进一步发展和应用。
其中，能源技术学在以下方面为物理学的发展做出了重要贡献：1.提出新的问题和挑战：能源技术学在实践中不断提出新的问题和挑战，如如何提高能源转换效率、如何克服材料极端环境下的损耗和故障等。
物理学在能源开发中的应用
物理学在能源开发中的应用能源是人类社会发展的重要基础，而物理学作为一门自然科学，对于能源开发起着重要的作用。
本文将探讨物理学在能源开发中的应用，并介绍其对能源领域的重大贡献。
I. 热能与能量转换物理学在能源开发中的一个重要应用是研究热能与能量转换。
热能是能量的一种形式，在能源开发中，我们需要将热能转化为其他能源形式，例如电能或机械能。
通过熟悉热力学定律和热传导知识，物理学家能够设计高效的温室、太阳能发电系统以及其他热能利用装置，实现能量的有效转换。
II. 光能的利用光能是一种丰富的能量资源，物理学在光能利用方面做出了重要贡献。
光能可以转化为电能、热能或化学能，引发了光电效应、光伏发电技术和光催化等领域的研究。
光电效应是物理学中的重要发现之一，通过光电效应，我们可以将光能转化为电能，实现太阳能发电。
光伏发电技术的发展使得太阳能成为可再生能源中最为重要的一种。
此外，物理学家还研究了光的传播和反射等光学现象，为设计光学元件和光纤通信系统奠定了基础。
III. 核能的研究与利用核能作为一种高能源密度的能源来源，在能源开发中具有重要地位。
物理学家通过研究原子核结构、核反应和核裂变等核物理知识，推动了核能的开发与利用。
核能可以通过核裂变和核聚变来释放，核裂变用于核电站发电，而核聚变则被认为是未来清洁能源的希望。
通过掌握核物理学的知识，人类能够更好地理解核能源的特性和潜力，进一步开发出更安全、高效的核能技术。
IV. 新能源材料的研发物理学在新能源材料的研发中也发挥着关键作用。
新能源材料是指用于能源转换和能源存储的材料，如太阳能电池材料、储能材料等。
物理学家通过探索材料的物理性质和电子结构，研发出具有高效能源转换效率和储能性能的新材料。
例如，通过研究导电性能优良的石墨烯材料，开发出高效的太阳能电池；通过控制材料的结构和组成，提高储能材料的能量密度和循环寿命。
这些新能源材料的研发为能源产业的可持续发展提供了重要的支持。
物理学在能源方面的应用
物理学在能源方面的应用能源问题一直以来都是全球关注的焦点。
随着科技的不断进步和人们对可持续发展的追求，物理学在能源领域的应用日益重要。
本文将从不同角度探讨物理学在能源方面的应用。
一、能源转换与存储物理学在能源转换和存储方面发挥着重要作用。
例如，太阳能是一种绿色、可再生的能源，而太阳能电池正是依托于物理学原理的关键技术。
太阳能电池通过光电效应将光能转化为电能，为人类提供清洁的电力。
此外，物理学还在能源存储方面有着显著的贡献。
蓄电池是最为广泛应用的能源存储设备之一。
物理学的电学理论和化学理论结合，使得我们能够设计出高效、安全的蓄电池，用于储存电能并供应给各种设备。
二、能源开采与利用物理学在能源开采和利用方面发挥着重要作用。
在核能领域，物理学家们运用核裂变和核聚变原理，研发核电站以提供大量的电力。
核能相较于传统能源更加高效，且资源充足，是未来能源发展的重要方向。
另一方面，物理学在化石燃料开采中也有重要应用。
地球物理学通过研究地球的物理特性，帮助勘探人员准确找到石油、天然气等化石能源的蕴藏地点。
这为能源工业的发展提供了可靠的技术支持。
三、能源传输与效率提升物理学在能源传输和效率提升方面有着广泛应用。
高压输电线路利用物理学原理，将电能远距离传输，满足大城市或远离发电站的地区的能源需求。
传输能源的效率也得到了大幅提升，减少了能源损失。
此外，物理学在能源利用效率方面也发挥着重要作用。
热力学的基本原理帮助我们理解和改进能源转换的效率。
通过对能源系统进行优化设计，减少能源浪费和热损失，可以提高能源利用效率，实现更加可持续的能源发展。
综上所述，物理学在能源方面的应用不可忽视。
从能源转换与存储、能源开采与利用，到能源传输与效率提升，物理学在各个环节都发挥着关键作用。
随着科技的不断进步，物理学在能源领域的研究将不断深入，为我们实现可持续发展的能源未来铺平道路。
物理学与能源的关系
物理学与能源的关系物理学是一门研究物质、能量以及它们之间相互转化和相互作用的科学。
能源是现代社会发展所必需的，它使我们的生活更加便利，并推动着科技和工业的进步。
在这篇文章中，我们将探讨物理学与能源之间的紧密关系，并阐述它们对人类社会和可持续发展的重要性。
一、能源的形式与转化能源可以以不同的形式存在，如化学能、电能、热能等。
物理学研究了能量的转化和传递过程，揭示了不同形式能源之间的相互转化关系。
通过物理学的知识，我们可以深入理解能源的本质和特性，并利用这些知识开发新能源技术和提高能源利用效率。
二、物理学在能源行业的应用物理学在能源行业的应用非常广泛。
首先，电力工程是物理学的一个重要应用领域。
物理学研究了电的产生、传输和利用，为电力工程的发展提供了理论基础。
其次，物理学还涉及核能的研究与应用，核能作为一种清洁的能源形式，在解决能源危机和减少温室气体排放方面具有重要意义。
此外，物理学还被广泛应用于太阳能、风能等可再生能源的开发和利用过程中。
三、物理学对能源可持续发展的贡献能源可持续发展是解决能源危机和保护环境的关键。
物理学通过对能源的研究，为能源可持续发展提供了支持和指导。
物理学的发展使得我们能够更好地掌握能源利用的规律，并不断提高能源利用效率。
同时，物理学也为新能源技术的创新和发展提供了理论依据和技术支持。
四、物理学与能源的未来发展随着人们对可持续发展和环境保护意识的增强，对新能源技术和绿色能源的需求也越来越迫切。
物理学将继续在能源领域发挥重要作用，并推动能源技术的革新和发展。
例如，物理学可以帮助我们更好地理解和应用量子能源、纳米能源等新兴能源技术。
此外，物理学也可以促进能源系统的智能化和自动化，提高能源利用的效率和可靠性。
总结：物理学与能源之间存在着密切的联系和相互依存关系。
物理学研究了能源的本质和特性，为能源技术的发展提供了理论基础和技术支持。
通过物理学的应用，我们可以更好地理解能源的转化和利用过程，提高能源利用效率，推动能源的可持续发展。
能源物理学与能源技术
能源物理学与能源技术能源是人类社会发展的基础，而能源物理学则是能源技术发展的理论基础。
能源物理学是一门研究能源本质、能源产生、输送、储存和利用的学科，它是研究能量传递和转换的基础。
而能源技术则是指利用各种手段将能源转化为有用的能量形式，以满足人类生产和生活的需要。
本文将从能源物理学和能源技术的角度出发，探讨能源领域的前沿动态和未来发展趋势。
一、能源物理学的研究方向能源物理学主要研究三方面问题：一是能源种类，二是能量转化，三是能源损失。
(1) 能源种类目前，人类使用的能源主要分为化石能源和可再生能源两大类。
化石能源包括煤、油、天然气等，是由数百万年前死去的生物遗体形成的。
可再生能源则是指太阳能、风能、水能、地热等，是自然界不断更新并可持续利用的能源。
能源物理学的一个重要研究方向是如何高效、清洁地利用这些能源。
(2) 能量转化能量转化是能源物理学的另一个重要研究方向。
目前，人类利用能源主要通过热、电、力、化学等多种方式进行能量转化。
比如，化石能源燃烧产生热能，热能再通过发电机转化为电能；太阳能则可以通过电池板转化为电能。
能量转化的过程中需要研究能量传递、能量转换效率以及能量转化后剩余能量的利用等问题。
(3) 能源损失能源损失是人类能源利用领域中普遍存在的问题。
能源损失包括热损失、光损失、运输损失等。
为了尽可能利用能源，能源物理学需要研究如何减少能源损失，提高能源利用效率。
二、能源技术的发展趋势随着环保意识不断提高，人类对于高效、清洁能源技术的需求日益强烈。
未来的能源技术将越来越关注以下几个方向：(1) 多元化能源结构随着化石能源的逐渐枯竭，未来可再生能源将成为主要的能源来源。
未来的能源技术将更加关注能源的多元化结构，包括将太阳能、风能、水能、地热等多种可再生能源结合起来利用，加快新能源技术的研发和应用。
(2) 智能化能源网络未来的能源网络将趋于智能化。
智能化能源网络将通过各种传感器、计算机等技术实现能源信息的集中管理，通过人工智能等技术自动优化能源生产、输送和使用的过程，实现能源的高效利用和节能减排。
物理学与能源转换技术
物理学与能源转换技术物理学是一门研究物质、能量以及它们之间相互关系的学科。
在现代科学和技术领域中，物理学的应用非常广泛，其中之一就是能源转换技术。
本文将讨论物理学在能源转换技术中的应用。
一、太阳能技术太阳能是一种清洁、可再生的能源来源。
物理学在太阳能技术方面发挥着重要作用。
太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，其工作原理基于光电效应。
光电效应是指当光照射到物质表面时，光子的能量被转化为电子的动能。
物理学家通过研究光电效应的机制，设计并改进太阳能电池，提高其转换效率。
二、风能技术风能是利用风的动能进行能源转换的技术。
风能发电机是一种常见的风能转换设备。
物理学在风能技术中起到了关键作用。
风能发电机的转子是通过叶片受到风的作用而转动，进而驱动发电机产生电能。
物理学家通过对风的运动和叶片受力的研究，优化设计风能发电机的叶片形状和转子结构，提高其转换效率。
三、核能技术核能是一种高效且广泛使用的能源形式。
核能转换技术依赖于对原子核的控制和利用。
物理学家在核能技术的研究中扮演着重要的角色。
核反应堆是核能转换的关键设施，物理学家通过研究核反应堆的物理原理和控制方式，确保核反应的安全和高效。
此外，物理学家还致力于核废料的储存和处理技术的研究，以保障核能的可持续发展。
四、燃料电池技术燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。
燃料电池具有高效、低污染等特点，被认为是可持续发展能源的重要选择之一。
物理学在燃料电池技术中发挥着关键作用。
燃料电池的工作原理基于电化学反应，物理学家通过对电化学过程的研究，改进电极材料的性能，提高燃料电池的转换效率和稳定性。
五、地热能技术地热能是利用地球内部的热能进行能源转换的技术。
物理学在地热能技术中具有重要作用。
地热能的利用需要了解地球内部的热传导和地热储层的特性。
物理学家通过对热传导过程的研究，设计并改进地热能转换设备，提高地热能的利用效率。
六、能源存储技术能源存储技术是能源转换和利用的关键环节之一。
物理学对能源开发的意义
物理学对能源开发的意义物理学是研究自然界最基本的规律和现象的科学学科，它在能源开发领域扮演着重要的角色。
通过物理的原理和方法，能够更好地理解和应用各种能源形式，推动能源开发的进步和创新。
本文将探讨物理学对能源开发的意义，并展示其在不同能源领域的应用。
一、能源的物理学基础能源主要包括石油、煤炭、天然气、核能以及可再生能源等多种形式。
物理学研究能源从宏观层面到微观层面的各种现象和规律，为能源的开发和利用提供了基础理论。
例如，研究热传导、热辐射等热力学原理可以帮助我们优化能源利用效率；研究光学原理可以指导太阳能的转化与利用；研究原子核的结构和核反应可以支撑核能的开发与运用。
物理学的这些研究成果为能源领域的技术创新和能源效益的提高提供了理论依据和指导。
二、能源转化与传输技术的发展物理学在能源转化和传输技术的发展中发挥着重要作用。
通过深入研究能量转化的物理过程，能够改善能源转化的效率和可靠性。
例如，研究热力学循环和热力学效率可以优化燃煤、燃油发电厂的能量输出；研究光电效应可以提高太阳能电池的光电转化效率；研究物质的电阻、超导和磁阻效应等可以推动能源传输和储存技术的发展。
三、可再生能源开发和利用在能源紧缺和环境污染日益严重的背景下，可再生能源成为解决能源问题的重要途径。
物理学在可再生能源领域发挥着关键作用。
例如，通过光伏效应的研究，物理学家们发展出了高效的太阳能电池技术；通过风能、水能、地热能等能源的物理学研究，推动了风能发电、水能发电和地热能利用等可再生能源的开发。
物理学的研究和创新不仅可以提高可再生能源的可利用程度，还可以减少对环境的污染和破坏，推动能源可持续发展。
四、新能源技术的探索和应用物理学作为一门基础学科，对新能源技术的探索和应用有着重要意义。
随着科学技术的发展，新能源技术如飞涨的高效能量存储技术、太赫兹频段的通信技术、核聚变等新能源源技术不断涌现，物理学在其中发挥着推动和支持的作用。
通过深入研究新能源技术的物理机制，能够优化技术设计和运用，提高能源转换效率和成本效益。
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物理学与能源能源是人民生活和经济发展的主要基础，人类社会的进步离不开能源科学的发展，包括如何向大自然索取能源、先进能源技术的使用以及新能源的不断开发．一、物理学与能源在人类能源利用史上大致有四个重要发展阶段: 1、火的使用2、蒸汽机的发明和利用(18世纪初) 3、电能的使用(19世纪初) 4、原子能的利用(20世纪下半叶) 。
后三个阶段是与物理学的发展紧密联系的，正是物理学的发展为能源科学的发展和能源的利用提供了理论基础和实验基础。
当前能源革命的两大重点是开发新能源和提高能源的利用效率。
物理学从理论和实验两个方面，为新能源的开发，利用提供新的途径和方法，如核电站的发展、太阳能、地热能、海洋能、风能的利用以及可控热核聚变的研究等等。
二、能源概况1、能源及其分类1来自地球外天体的能量 2地球本身蕴藏的能量(如地球内部的地热能) 3由于地球和月亮、太阳等天体相互作用所产生的能量按能源的形成分为：一次能源(如煤、石油、风，水等)；二次能源 [如电力、各种石油制品(汽油、煤油、柴油)等]按能源的使用情况分为：燃料能源（为不可再生能源）；非燃料能源（是可再生能源）．通常还将能源分为：常规能源、新能源2、能源与环境利用能源的过程也直接污染着地球环境。
燃料燃烧时产生大量的污染物，使大气和水质产生污染；大气污染所造成的危害有：酸雨问题，温室效应和臭氧层破坏；为了保扩我们的“地球村”，保护人类的健康，保持生态平衡，必须改变能源结构，开发和利用新能源，减少化石燃料的使用，以及合理使用能源，减少污染物质的排放。
当前世界能源消费以化石资源为主。
新能源的开发和利用是解决人类日益增长的能源需求的根本途径之一。
三、核能1.核能的来源“核能”起源于将核子(中子与质子)保持在原子核中的一种很强的作用力——核力。
根据爱因斯坦的质能关系E=mc 2这一关系说明原子核内蕴藏着巨大的能量，使人们看到了利用核能的可能性和重要性。
人们将这种由核子结合成原子核时所放出的能量叫做原子核的总结合能。
2.核能的发现平均结合能随原子核中的核子数不同而不同。
随着核内核子数的改变，各种原子核结合的紧密程度是不一样的，这可从它们不同的平均结合能上反映出来。
由此可得出两种利用核能途径——核裂变与核聚变3.裂变能Ⅰ．裂变的发现：1934年，意大利科学家费米和他的同事们利用中子去轰击从轻到重的几十种原子核。
1938年，约里奥·居里夫人和她的同事们在用慢中子照射铀盐时，分离出了放射性核素“澜”(Z ＝57)。
1939年，哈恩和斯特拉斯曼发现了放射性核素钡(Z=56)梅特纳和弗里希作出了正确的解释并首次提出裂变现象。
实验表明，裂变主要是两分裂。
1947年，我国物理学家钱三强和何泽彗夫妇进一步发现了裂变的三分裂和四分裂现象。
Ⅱ、裂变过程：实验和理论都表明，能量低到只有0.025eV 的中子(称为热中子，相当在室温T ＝293开时的中子)与235U 结合时，引起裂变的几率才很大。
当235U 俘获热中子后，将复合成236U(称复合核)。
此时，将有6.55兆电子伏的结合能放出，使236U 处在高度激发的状态，相当于一个高温的液滴。
于是，核要发生形变，从一个接近球形的核变为一个拉长的椭球，且越拉越长，逐渐形成质量、大小不等的两部分。
此时，由于“液滴”的表面张力将要使它恢复原状，回到球形，但由于不同大小两部分间的库仑斥力将使此液滴继续拉长。
这两种力相互竞争，一旦此复合核激发能足够高。
最终使液滴一分为二，裂成两个碎片。
同时放出若干个中子。
在自然界，235U 是仅有的能由热中子引起裂变的核，称为易裂变核。
另外人工制备的239Pu 也是一个可由热中子引起裂变的易裂变核。
Ⅲ、科学的矛盾心理：匈牙利青年物理学家西拉德，靠他敏锐的想象力，清晰地意识到了将来可能要开展一场原子武器的竞赛。
这是科学有史以来最奇怪的现象，科学家的功能就是在求得科学的进步，将“不能”变为“可能”；现在却因为科学的进步会带来严重后果，竟然希望科学不要继续，实验不要成功。
这充分说明，科学在与道德发生冲突的时候，科学家的社会责任感在行为中反映出的矛盾心理。
Ⅳ、衰变链及裂变能释放的分配： 平均来说，一次裂变将有2.4个中子放出。
一次裂变所释放能量为200兆电子伏，分配如下：轻重碎片的动能170兆电子伏；裂变中子的动能 5兆电子伏；裂变产物所释放的β和γ的能量15兆电子伏；与β相伴的中微子能量10兆电子伏4.链式反应Ⅰ、链式反应：（1）链式反应的可能性----中子增殖；（2）链式反应可以控制——缓发中子在这2.4个中子中包括了瞬发中子和缓发中子两类。
缓发中子是很少的，只占0.66%。
使我们有足够的时间去控制反应。
Ⅱ、可控链式反应的实观：维持链式反应的充分必要条件：中子产生数 中子消耗数≥l ；中子必须慢化：因为在裂变中所放出的第二代中子属235236*14489929256363+→→++n U U Ba Kr n 235236*14094929254382+→→++n U U Xe Sr n快中子，必须把它慢化到热中子。
为此，在反应堆中要用慢化剂，使中子慢化，常用的慢化剂是水(H2O)、重水(D2O)和石墨(C原子组成)；用控制棒控制反应速率：反应堆的控制主要是控制缓发中子的数量；原子弹：原子弹利用的是没有慢化剂且不加以控制的链式反应。
5.核电站利用原子核裂变反应所放出的核能，由冷却剂带出，把水加热为蒸气，驱动汽转发电机组进行发电的发电厂。
包含两个回路系统：一回路系统是核蒸气供应系统；二回路系统是蒸气驱动汽轮发电机组进行发电的系统。
反应堆：是以铀（钚或铀钚混合物）作核燃料实现可控核裂变链式反应的装置，是核电站的核心装置。
反应堆的基本结构主要由堆芯，反射层，控制棒，堆容器和平比层构成。
反应堆类型有：压水堆，重水堆，沸水堆和快堆等。
以秦山核电站为例来对核电站结构作具体说明：1．采用压水堆2．设有四道屏障：第一道屏障——燃料芯块；第二道屏障——燃料包壳；第三道屏障——压力壳；第四道屏障——安全壳6.核电的优势及发展概况优势：(1) 核电成本比煤要低(2) 环境污染要比燃煤电站小得多(3) 运行安全可靠核电站安全目标有两个指标，一是反应堆堆芯熔化率(简称堆熔概率)，二是大规模释放放射性物质的概率(简称释放概率)。
7.新一代核电站的研发中国的聚变-裂变混合堆研究始于1980年，大体可分以下三个阶段：1980－1985年，初始物理概念研究阶段；1986－1990年，实施“863 ”计划第一阶段：(1)确定混合堆在我国能源发展中的战略地位(2)进行概念设计(3)开展了下列工作：堆芯等离子体实验；积分中子学实验；氚工艺；混合堆材料研究；1991－2000年，实施“863 ”计划第二、三阶段：在借鉴ITER EDA经验的同时，ASIPP与SWIP进行联合设计，完成了实验混合堆的详细概念设计和关键技术工程概要设计。
开展了多功能混合堆的研究。
8. 控热核聚变反应最理想的清洁能源当然是聚变能。
聚变反应：氘(D)—氚(T)反应，在一次反应中可放出17.6电子伏的能量，平均每个核子所放能量为3.5兆电子伏，是裂变反应中平均每个核子放出0.85兆电子伏能量的四倍．一升海水中的氘→300多升汽油；反应产物几乎是无放射性的。
太阳中的热核聚变反应——引力约束：太阳的巨大质量所产生的引力．把太阳上的高温等离子体约束在一起，维持热核反应的进行。
太阳中心107K温度不算高，质子的动能不足以克服两质子间的库仑势垒．所以太阳中聚变是靠势垒贯穿的量子效应来实现的。
磁约束装置：可控热核聚变的最有希望的途径是利用磁约束。
即利用磁场将高温高密等离子体约束在一定的容积内，且维持足够长时间，使其达到“点火”条件。
磁压缩装置种类很多。
其中最有希望的是环流器，又称托卡马克(ToknmRk)装置。
这种环形装置以及螺旋型磁场，不仅使约束的等离子体没有直线型装置中的终端损失(逃逸出去)，而且有利于克服放电柱的不稳定性以及粒子横越磁场的漂移而引起的碰壁损失。
惯性约束核聚变——激光核聚变：氢弹本质上是靠惯性约束来实现聚变反应的，但无法人工控制。
基本想法是，利用强激光从许多方向上同时轰击氘和氚的混合燃料丸(微小球体，直径几毫米)，在激光的高能量照射下很快使D—T微球表面层形成等离子体．这种高温等离子体在向外飞溅的同时，可产生很强的向内的惯性约束，使内层氘和氚混合物的密度迅速增加，小球直径可减少到原来的三十分之一，甚至更小。
小球内温度可达5107K，最终达到或超过劳逊判据条件，引起热核聚变。
目前，强激光功率已超过1012瓦．激光惯性约束下聚变反应虽能够发生，但离达到向裂变那样的人工可控制的自持反应路途还很遥远。
四、新能源为缓解能源供应紧张的矛盾，各国科学家都在努力研究，积极寻找新能源。
本世纪，风能、海洋能、太阳能、生物能、地热能、氢能等都将成为人类广泛应用的新能源。
风能：风能是由于太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，而引起的空气流动所产生的能量。
海洋能：潮汐能：海水潮汐运动是指海水每昼夜有两次涨落，一次在白天，称为潮；另一次在晚上，称为汐。
海浪能（波能）：据科学家推测，地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦。
温差能：海水表面吸收了大量的太阳辐射后，温度一般为25—28°C，而深层海水温度只有3～6°C，从而形成了大约20°C的垂直温差。
太阳能：太阳辐射功率为3.8⨯1026瓦。
到达地面的辐射功率约8.6 ⨯1016瓦，相当每秒燃烧300万吨标准煤当量。
一年约100万亿吨标准煤当量，差不多是目前全世界人类一年的能源消耗量的l 万倍。
应用太阳能不会引起大气污染，不会破坏生态平衡，使用范围又广，所以受到世界各国重视。
专家们预测，21世纪太阳能将成为人类的主要能源之一。
利用太阳能：1．光电转换方式：利用太阳能电池可将太阳辐射能转换成电能供使用。
2，光热转换方式：黑色粗糙表面在阳光下易变热，因此太阳能设备中的吸收表面一般都涂以黑色涂层或其他采光涂层。
阳光照在上面就能有效地被转变为热能。
3、光化学转换方式：光化学转换是利用光和物质相互作则引起的化学反应。
例如，光化学电池就是利用光照引起化学反应，使电解液内形成电流而供电的电池。
氢能：氢能有以下优点：(1)氢的热值高，每千克可高达6900千焦耳，约是汽油热值的3倍(2)易燃烧、燃烧速度快，有利于获得高的功率(3)氢来源广。
氢除了存在于空气中外，主要存在于水中。
在水分子中，氢的质量比例约为11%。
海水中的氢可以说是取之不尽的。
(4)氢燃烧后只生成水和少量氮的氢化物，没有化石燃料燃烧所放出的有害气体和铅化物等污染物质。
开发利用氢能会碰到两个难题：寻找一种廉价易行的氢的制备工艺；解决氢气的储存问题，以便有利于方便的运输。