核能的利用不仅用于发电，核供热堆也日益受到重视，它同样可以取代其他化石燃料．我国已开始推广低温核供热堆，首先在清华大学建立了一座500千瓦的核供热堆，它是直接提供热能，以替代燃煤供热、采暖，解决生产和生活中所需的热水或蒸汽．利用核供热可以进行海水淡化，以解决世界上日益缺乏的淡水．法国已设计一个小功率的核反应堆用于海水淡化，每天可产淡水8万立方米，足够15万人使用．美国为了解决南极考察站的需要，也设计了一个日产淡水53吨的核反应堆．我国应摩洛哥的请求，将设计一座1万千瓦的核能淡化海水工厂．因此，一些缺乏淡水的沙漠地带和海岛，可以指望利用核能来提供淡化的海水或苦咸水，为人类开辟更好的生存与开发条件．核能作为动力早已有核动力潜艇和核能破冰船，在其他动力装置上也都有利用的可能．核能的孪生兄弟﹣﹣各种放射性同位素和射线，应用天地也日益广阔．人们已享受到核医学的恩惠，各种放射治疗和诊断，已是人类与癌症作斗争的重要手段．工业生产中的射线探伤和精密测量等技术，都离不开放射性同位素，这些都是能在核反应堆中制造的．农业上的示踪原子辐射育种及病虫害防治，材料工业的辐射改进和许多高技术的开拓，无不与核科学紧密联系．人类迈进了原子时代，显得世界更加广阔，人们将以无穷的智慧去探索更美好的未来．

（1）你认为核供热堆应建在与需供热地区距离远还是距离近的地方？说出你的理由．

（2）为什么说各种放射线是核能的“孪生兄弟”？放射线有哪些应用？请你举出至少三个方面的例子．

（3）核能的应用很广泛，请你举出至少四个方面的例子．

我国建造世界上第一个全超导大型非园托卡马克HT﹣7U，成为国际最先进的磁约束聚变装置．托卡马克装置的主体包括两大部分，就是磁场系统和真空系统．磁场系统包括纵场线圈和加热场的变压器．纵场线圈用来产生强大的纵向磁场，变压器用来感应产生等离子体电流．真空室一般由薄壁不锈钢制成，既要考虑到足够的机械强度，又要有足够的电阻值，还必须留有绝缘缝隙，保证磁场的渗透．抽气系统一般采用大抽速的涡轮分子泵，将真空室抽成10^﹣6Pa以上的超高真空，满足等离子体对纯净环境的要求．聚变的第一步是要使燃料处于等离子体态，也即进入物质第四态．等离子体是一种充分电离的、整体呈电中性的气体．在等离子体中，由于高温，电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚，原子核完全裸露，为核子的碰撞准备了条件．当等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度时，原子核就可以克服斥力聚合在一起，如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间，这种聚变反应就可以稳定地持续进行．等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”，当它达到1022时，聚变反应输出的功率等于为驱动聚变反应而输入的功率，必须超过这一基本值，聚变反应才能自持进行．

问题1：什么是轻核聚变反应？需要什么条件？为什么要在如此苛刻的条件下进行？

问题2：用普通容器能否承装反应原料？用什么技术性措施能解决该问题？

问题3：如何产生如此强大的磁场？什么叫低温超导现象？该现象是否遵循欧姆定律？超导现象在什么条件下才能实现？

问题4：为什么在托卡马克中设置真空室？核聚变过程中能量是如何转化的？

问题5：核聚变反应需要什么条件才能自持进行？如果等离子体密度大约为1.02×10^﹣6kg/m³ ， 温度为1.16×10⁸℃热能约束时间需达到多少时核聚变才能自持进行？