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可控核聚变的高温等离子体放电是怎么回事? 托卡马克磁场示意图

2021-03-09知识6

科大一环,和科学岛的托克马克,以及国际共建的托克马克有什么区别? 为什么中国会建设两个磁约束核聚变装置,以及和国际共建一个磁约束核聚变装置?

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…

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。

可控核聚变的高温等离子体放电是怎么回事? 首先感谢一楼的精彩回答.补充2句:“EAST”的主要部件就是16个超导线圈组成的环形磁场.如一楼所述,电离后产生的带电粒子会因为磁场的影响在环形磁场内做螺旋运动,产生电流.理想状态下,带电粒子由于磁场的约束只在磁场内部运动,不会产生损失,但是由于各种原因(磁场不够强,或者粒子速度过快,或者磁场强度不均匀等等)带电粒子会不可避免的逃逸出磁场的约束,最终导致电流的泯灭.这就是“电流200千安,时间3秒”的解释.

可控核聚变的高温等离子体放电是怎么回事? 托卡马克磁场示意图

托卡马克核聚变的基本原理 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,1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,。

#托卡马克磁场示意图

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