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托卡马克装置工程基础 托卡马克装置是如何加热质子的?如果模仿对撞机原理使质子对撞产生聚变会更容易吗?

2020-10-04知识14

托卡马克装置是如何加热质子的?如果模仿对撞机原理使质子对撞产生聚变会更容易吗? 托卡马克与高能粒子对撞机的运行目的不同。托卡马克是控制金属态氢离子的聚合反应,获取能量—电磁波。高能粒子对撞机是用电磁波控制金属态氢离子的运动轨迹。1、磁场里高速流动的物质转化为金属态氢离子,金属态氢离子聚合形成新元素的同时释放电磁波。2、托卡马克里金属态氢离子聚合反应产生能量—电磁波。3、大型高能粒子对撞机里金属态氢离子聚合反应形成新元素的同时释放电磁波;但是高能粒子对撞机无法承受高温、高压。

托卡马克装置工程基础 托卡马克装置是如何加热质子的?如果模仿对撞机原理使质子对撞产生聚变会更容易吗?

全超导托卡马克核聚变实验装置的基本原理 核能是能源家族的新成员,包括裂变能和聚变能两种主要形式。裂变能是重金属元素的核子通过裂变而释放的巨大能量。受控核裂变技术的发展已使裂变能的应用实现了商用化,如核(裂变)电站。裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少,而且常规裂变反应堆会产生放射性较强的核废料,这些因素限制了裂变能的发展。聚变能是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核并释放出的能量。目前开展的受控核聚变研究正是致力于实现聚变能的和平利用。其实,人类已经实现了氘氚核聚变-氢弹爆炸,但那是不可控制的瞬间能量释放,人类更需要受控核聚变。维系聚变的燃料是氢的同位素氘和氚,氘在地球的海水中有极其丰富的蕴藏量。经测算,l升海水所含氘产生的聚变能等同于300升汽油所释放的能量。海水中氘的储量可使人类使用几十亿年。特别的,聚变产生的废料为氦气,是清洁和安全的。因此,聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。这就是世界各国尤其是发达国家不遗余力竞相研究、开发聚变能的根本原因。受控热核聚变能的研究主要有两种-惯性约束核聚变和磁约束核聚变。前者利用超高强度的激光在极短的时间内辐照氘氚靶来实现聚变,后者则利用强磁场可很好地约束带电粒子的特性,。

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托卡马克装置是否能实现可控核聚变?

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为什么托卡马克装置越建越大? 近几十年来,托卡马克装置的尺寸越来越大,比如ITER。尺寸大的好处是什么?是为了提高磁场强度,从而加强…

超导托卡马克装置只能运行几百秒吗?为什么? 要实现聚变反应长久.我们就要实现聚变物的自我约束.先说理论基础,物质只受两个场作用.一个是旋转场,另一个是张量场.与我们聚变反应的就只有旋转场.再来说说原子核和太阳是怎样把质子约束住的.1先说原子核.质子由三夸克组戊,中子由三夸克组成且夸克自身也旋转.中子与质子(6夸克形成一个中间细两头大的结构)形成一个上向左,下向右转的结构.相当于磁铁.而夸克本身也自旋形成6个旋转的半球形场.整体看上去就象一个球.这样由中子质子形成的发电机为6夸克形成的球状结构供电.使整个球带上正电.这样这个球又使质子及中子所受的力实现反转就是电磁力实现反转.就是靠这个球近受力大,远受力小.(在这里好象强力.弱力不存在了是真的吗?2再说太阳,太阳也有类似于半球结构的米粒结构.它起的作用应该就是把氢约束起来的结构.现在我来说我的观点:我们可以诱导聚变物自我约束.形成稳定的结构.方法就是旋转.

托卡马克装置? 托卡马克(Tokamak)是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字 Tokamak 来源于环形toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。托卡马克的中央是一个环形的真空室,外面缠绕着儿所线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度,以达到核聚变的目的。相比其他方式的受控核聚变,托卡马克拥有不少优势。1968年8月在苏联新西伯利亚召开的第三届等离子体物理和受控核聚变研究国际会议上,阿齐莫维齐宣布在苏联的T-3托卡马克上实现了电子温度 1 keV,质子温度 0.5 keV,nτ=10的18次方m-3.s,这是受控核聚变研究的重大突破,在国际上掀起了一股托卡马克的热潮,各国相继建造或改建了一批大型托卡马克装置。其中比较著名的有:美国普林斯顿大学由仿星器-C改建成的 ST Tokamak,美国橡树岭国家实验室的奥尔马克(Ormark),法国冯克奈-奥-罗兹研究所的 TFR Tokamak,英国卡拉姆实验室的克利奥(Cleo),西德马克斯-普朗克研究所的 Pulsator Tokamak。托卡马克装置:20世纪70年代后期到80年代中期,世界各国陆续建成了四。

托卡马克核聚变的实验装置 “超导托卡马克核聚变2113”实验包括一个具有非圆小5261截面的大型4102超导托卡马克实验1653装置和低温、真空、水冷、电源及控制、数据采集和处理、波加热、波驱动电流、诊断等子系统。其中超 导托卡马克装置是本项目的核心。而超导托卡马克装置又包括超导纵场与极向场磁体系统、真空室、冷屏、外真空杜瓦及面对等离子体部件等部件。承担各部件设计的工程技术人员,在充分集思广益、充分发挥创新能力的基础上,借鉴国际上同类装置的经验,通过一丝不苟的努力工作,目前各项工作的进展呈良性循环-设计推动了预研工作的进行,预研工作的结果又使设计得到进一步优化。为世界近堆芯聚变物理和工程研究搭建起了一个重要的实验平台,为我国磁约束核聚变研究的进一步发展,提升中国磁约束聚变物理、工程、技术水平和培养高水平人才奠定了坚实基础。EAST是世界上唯一投入运行的全超导磁体的托卡马克装置,将为国际热核聚变实验堆(ITER)的建设及聚变能的发展做出了重要贡献。

仿星器和托卡马克有什么区别? 上面已经说的很好啦~补充一些基础内容,图片、视频和新的结果~直观的区别—托卡马克就像个游泳圈,帅…

超导托卡马克装置只能运行几百秒吗?为什么? 为什么超导托卡马克装置只能运行几百秒?其实无论是是磁约束中的托卡马克还是仿星器、或者球形环、磁镜等还是惯性路子的国家点火装置,统统都不能连续运行,当然两者未来的前途也不一样,磁约束封闭环境比较适合用来发电,惯性类未来适合星际旅行的飞行器发动机等等;不过现在看来磁约束似乎更接近成功一些。托卡马克核聚变装置示意图可以从如下几个角度来看看这个可控核聚变的难度有多高。一、工作原理 从原理上看似乎并不难,不就是轻元素聚变成比较重的元素然后丢失的一些质量释放出巨大的能量,太阳上天天在发生!但难度也是由此而来的。首先太阳上有极高的温度和压力,我们地球上不具备,另外太阳是一个在宇宙空间的球体啊,极高温的等离子体等都受到太阳引力的约束,还有太阳会释放出高能粒子,最后比较关键,太阳聚变的元素是氢,但我们人类连最容易的氚氘聚变温度都难以到达,可想而知这有多难!二、材料选择 我们人类现有最耐高温的材料是钨,3410度,但即使如此,在5000万度的聚变等离子面前,连黄油都不如!幸亏等离子体是导电的,可以用磁场来约束它,这也导致了下一个问题。另外聚变时会产生中子等,内壁材料吸收了中子之后会嬗变具有放射性.三、成本分摊 问题。

#核聚变#原子能

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