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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? 托卡马克装置的原理

2020-12-14知识6

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,。

谁能介绍一下托卡马克装置及其原理? 《开讲啦》20160416 李建刚:我的“太阳”在中国_CCTV节目官网-CCTV-1_央视网(cctv.com) 虽然学的是能源,但不是研究这个方面的,不敢瞎说,还是看权威人士的解读吧。

托卡马克的结构原理 在托卡马克装置中,欧姆线圈的电流变化提供产生、建立和维持等离子体电流所需要的伏秒数(变压器原理);极向场线圈产生的极向磁场控制等离子体截面形状和位置平衡;环向场线圈产生的环向磁场保证等离子体的宏观整体稳定性;环向磁场与等离子体电流产生的极向磁场一起构成磁力线旋转变换的和磁面结构嵌套的磁场位形来约束等离子体。同时,等离子体电流还对自身进行欧姆加热。等离子体的截面形状可以是圆形,也可以与偏滤器(位于真空室内部的边缘区域,通过产生磁分界面将约束区与边缘区隔离开来,具有排热、控制杂质和排除氦灰等功能的特殊部件)位形结合设计成D形。在托卡马克装置上,已可通过大功率中性束注入加热和微波加热使等离子体达到和超过氘一氚有效燃烧所需的温度(>;10K),最高已达4.4×10K。加大装置尺寸,约束时间大致按尺寸的平方增大。此外,还可通过提高环向磁场、优化约束位形和运行模式来提高能量约束时间。实验结果表明,托卡马克装置已基本满足建立核聚变反应堆的要求。

既然有了托卡马克装置,为什么核聚变能源的使用还是不成熟? 目前托卡马克装置?聚变等离?体控制?间?够?足?维持聚变?自持反应?托卡马克装置?磁约束原理决定?其稳定性较差?目前?努力都?提高稳定性?延?等离?体?存续?间;另外?条路?惯性约束?条路?难点?于高功率激光点火装置?前?技术发展情况?说?两条路?需要解决?困难?暂?具备商业运行?能力(严格?说实验室运行?尚未真?功)?

托卡马克装置发电原理是什么?将等离子加热到很高温度后产生聚变反应,那么是怎样产生电能的呢?

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