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托卡马克装置的瓶颈 可控核聚变的技术难点有哪些?

2020-10-05知识6

美国核聚变为什么会失败? 美国七十年来做过无数次的核聚变试验,有成功当然也有失败。题主应该问的是著名的美国国家点火设施为什么最后失败了。美国国家点火装置National Ignition Facility(NIF)一度是美国科技的象征,是美国的骄傲,然而这个当时耗资数十亿美元、历时十余年建设的大科学设施,在历经几次续命后,最终于2012年9月宣告点火失败。(美国国家点火装置National Ignition Facility)NIF失败主要有资金、设计、技术和管理不善等几方面的原因。核聚变发电的梦想自从1951年5月人类爆炸第一颗氢弹的那一刻起,科学家们就对氢这种神奇的气体产生了浓厚的兴趣,他们幻想着有一天能够像太阳那样源源不断地生产出大量的热能用来发电,并且不受强烈核辐射的困扰。爆炸一颗氢弹容易,想要驾驭氢,让它按人类的要求缓慢地释放光和热却是一件极其困难的任务,以至于近七十年过去后的今天,科学家们依然无法实现长时间稳定可控的核聚变目标。核聚变的原理很简单,就是模拟太阳和大多数恒星那样,对氢气或氢的同位素氘和氚施加极高的压力的温度,迫使它们带正电的原子核融合在一起,成为氦这样更大的原子核,在这个过程中,原子会释放巨大的热量。(氘-氚核聚变)太阳是一颗由73.46%的氢和24.85%的氦。

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磁约束(magnetic confinement),用磁场2113来约束等离5261子体中带电粒子的运动。主要为可4102控核聚变提供理论与1653技术支持,其主要形式为托卡马克装置与仿星器装置。基本原理磁约束的基本原理是带电粒子在磁场中受的洛伦兹力。物理原理氘、氚等较轻的原子核聚合成较重的原子核时,会释放大量核能,但这种聚变反应只能在极高温下进行,任何固体材料都将熔毁。因此,需要用特殊形态的磁场把由氘、氚等原子核及自由电子组成的一定密度的高温等离子体约束在有限体积内,使之脱离器壁并限制其热导,这是实现受控热核聚变的重要条件。工作原理两端呈瓶颈状的磁力线,因瓶颈处磁场较强(也称作磁镜)能将带电粒子反射回来,从而限制粒子的纵向(沿磁力线方向)移动,使粒子在作回旋运动的同时,不断地来回穿梭,被约束在两端的磁镜之间,但是仍有一部分其轨道与磁力线的夹角小于某值的带电粒子会逃逸出去。为了避免带电粒子的流失,曾经把磁力线连同等离子体弯曲连接成环形;后来又改进为呈8字形的圆环形磁力线管,称为仿星器;实验上现最有成效的磁约束装置是托卡马克装置,又称环流器,它是环形螺线管,其中的磁力线具有螺旋形状。相关装置托卡马克环流器(即。

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如何评价“人造太阳”最近取得的进展(5E7 K 维持102s)? 新闻链接中国可控核聚变实验获突破\"人造太阳\"可期5E7 K大概相当于 4keV,查了一下氢核聚变的反…

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中国有那些领域是世界第一的?

什么是人造太阳? 我们都知道在银河系中存在着2000多亿颗恒星,太阳作为其中一颗普通的恒星却对人类的生存起到了至关重要的因素。事实上地球绝大多数能量就来源于这颗燃烧了50亿年之久的恒星,可以说没有太阳就不会有地球上繁荣的生命。诸如煤炭、石油、天然气这些不可再生能源,虽然为我们人类的发展立下了汗马功劳,但终有一天将会耗尽,人类始终都面对着不可回避的问题,那就是能源危机。从根本上解决这一问题就在于寻找新能源,可控核能技术理所当然的成为了各国研究的对象。核能的本质是通过核反应,得到从原子核释放出的能量。一般意义上我们可以通过三种途径来获得核能。其一是由核裂变获得能量,较重的原子核分裂释放结合能。其二是由核聚变获得能量,较轻的原子核聚合在一起释放结合能。其三是由核衰变获得能量,原子核自发衰变过程中释放能量。不论是通过和裂变获得能量的原子弹,还是通过核聚变获得比原子弹厉害得多的氢弹。这都算不上对人类多光彩的事情,这种不可控的核反应无异于是一场灾难。随着社会的发展,将核能和平利用才是真正的造福人类。基于核裂变原理,人类制造出了可控链式裂变反应堆。但是这种反应堆无法避免的产生了大量核废料和严重的辐射危害,在核反应堆不长的。

如何评价中国「人造太阳」东方超环 EAST 首次实现 1 亿度运行? [8]https://www. euro-fusion.org/news/de tail/detail/News/50-years-of-lawson-criteria/ ? 7106 ? ? 193 条评论 ? ? ? 喜欢 ? 继续浏览内容 。

钢铁侠的动力核心的工作原理是什么 原理:胸口冷核聚变(ARC反应堆,也叫方舟反应炉),这种能源是接近核能,将氘和氚注入到反应堆的安全壳内,然后为其提高能量使得电子脱离宿主原子,形成等离子体,这一过程会释放巨大的能量。扩展资料“ARC”新型核聚变反应堆可用于核聚变的基础研究,也可以作为核聚变电厂的原型。据研究人员介绍,随着磁场能量的提升,核聚变产生的能量成四次方倍增。这就意味着,磁场能量提高一倍,产生的聚变能量将提高16倍。麻省理工学院研究团队成员布兰顿-索尔博姆解释说,“磁场能量的任何一点点提升,将为你带来巨大的收获。虽然这种新型超导体并不能将磁场能量提高到两倍。但是,它们的磁场强度足以将核聚变产生的能量提高到标准超导技术的10倍。这种巨大的进步将促进反应堆设计方案的优化和改进。参考资料:—聚变反应堆

可控核聚变的技术难点有哪些? 可控核聚变,需要把聚变材料束缚在装置内,使之达到上亿度的温度,然后发生聚变反应释放能量,并且实现稳定输出。目前实现可控核聚变的方式有两种,一是超强激光束进行能量。

中国人造太阳正式诞生,不过这个“太阳”到底有什么用? 中国的人造太阳(EAST)装置,就是模仿太阳发光发热的原理,实现人工可控核聚变,释放能量,如果能够成功,那就是可以供给人类生活生产需要的终极能源。太阳发光发热供给了整个太阳系的能量,它靠的就是宇宙精心设计的太阳核心处的核聚变反应堆,在太阳的核心,温度和压力都及其之高,太阳通过巨大质量把高温等离子体约束在一起,时时刻刻以一定的速率进行着聚变反应,根据目前太阳聚变的速率,它还能继续燃烧50亿年。我国正在建造的人造太阳装置,是人造太阳环流器二号。这是一种大型的托卡马克装置,通过磁约束等离子体,来实现人工可控核聚变反应,其中的等离子体温度可以达到1.5亿度,这样的高温可以提高可控核聚变的时间,为高温等离子体研究和人工核聚变装置的实用化发展奠定基础。可控核聚变一旦实现实用化和商业化应用,那么困扰人类的能源问题不再存在,人类也可以从容的去探索星级大海,当目前来看,还需要几十年的历程,而且是图1中的那种大型装置,当然,我们都希望实现钢铁侠那样的小型动力装置,那么人人都可以化身超级英雄了。

除了托卡马克之外的其它可控核聚变方法靠谱吗? 1:包裹等离子体的液体?压缩室内的磁体有助容纳气体?把等离子体压缩到融化状态?激光印刷厂的科学家.

#原子能#原子核#等离子体#核聚变#太阳

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