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仿星器和托卡马克有什么区别? 托卡马克难在哪里

2020-07-23知识22

托卡马克为什么要用超导技术? 托卡马克的核心原理是用等离子体隔热层阻隔核聚变反应的超高超高的温度!而这等离子体的持续产生需要持续超强大的电流!如果不用超导技术,那这么大的电流就在导体内会产生超高热,影响等离子体隔热层的持续产生。目前,中国 托卡马克持续工作时间为102秒!是5000万度超高温下全球第一!这已经是很难的了!托卡马克装置怎样才能算研制成功? 俯仰君陪你解答科学问题何为托卡马克装置?托卡马克装置是使用磁约束方式进行受控核聚变的装置。最初的托卡马克装置在上世纪五十年代由前苏联科学家发明。地球上化学能源的过度使用已经造成了许多严重的后果。随着能源危机的加重,各国都迫切需要开发清洁能源,而可控核聚变的成功开发,则意味着人类也许能获得永久的清洁能源。虽然如今各国在托卡马克装置的研究中获得了许多重大突破,但是距离实际商用还有很长的路要走。具体原因有很多:磁约束线圈:托卡马克装置需要使用数量庞大的线圈来产生磁力对等离子体进行磁约束。线圈在高负载的情况下会有很大的能量损耗,还会产生很大的热量。虽然很多国家的研究机构现如今都改用超导线圈,但是超导线圈需要在低温情况下才能使用,维持线圈低温也需要很大的能量。所以常温超导材料对于托卡马克装置来说至关重要。聚变能量的使用:如今的托卡马克装置聚变产生的能量都是以脉冲的形式存在的,如何将聚变产生的能量变得可以为人类所用也是一个亟待解决的问题。聚变能量持久输出:如今我国已经突破了100秒持续稳定核聚变。但是对于大规模应用来说,100秒只是弹指一瞬。如果想要长期持久地使用核聚变能源,反应堆就需要实现连续数年甚至。超导托卡马克装置只能运行几百秒吗?为什么? 燃料只能维持这么久,火柴点燃只能然10几秒是一个道理。可以借鉴喷气发动机结构原理试试,前端将反应粒子不断注入相当于压气机,托卡马克装置相当于喷气发动机的火焰筒,聚变后的超高温等离子体要不喷入发电装置直接输出电能要不喷入蒸汽发生器推动发动机发电。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…仿星器和托卡马克有什么区别? 拿仿星器和托卡马克相比,二者各擅胜场,却又有着各自的缺点。托卡马克在等离子约束性能方面有一定优势,但是由于等离子电流的不稳定性,容易发生“大破裂”故障,进而对反应装置造成重大损坏。因此,科学家对托卡马克的研究,很大一部分精力就是用在了避免“大破裂”上 而仿星器由于没有等离子电流,所以根本不存在大破裂的风险,运行起来也就更加稳定。但是,仿星器难以推广的最大原因在于其工程难度和资金投入都大得难以估量。正因如此,当前世界上成功建造大型仿星器的国家只有两个—日本和德国。就连美国,也曾因经费攀升、工程延后等原因,在大型仿星器项目前铩羽而归。

#等离子体#核聚变

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