ZKX's LAB

托卡马克输出功率 可控核聚变距离我们是否遥远?该技术突破具有哪些划时代意义?

2020-07-26知识5

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? 谢邀请!大概是用激光加热,用强磁场约束氢的等离子体在磁壳内高速旋转运动,等离子体中心的压力温度增大到一定数值后,发生核聚变反应,释放巨大的能量。等离子体中心的温度可达数亿度,但磁壳内壁的温度最大也就几千度,未来核聚变能的吸收转换是核聚变发电装置商业化应用的核心问题。托卡马克装置只是发电,要求有巨大的净输出功率,当然比粒子对撞机经济和可行的多了。氢弹核聚变可控吗?我质料书上说可控,百度百科说不可控,我该怎么办呢? 可控核聚变,目前中国、法国、日本及俄罗斯四国处于领先地位,而我国可控核聚变的等离子体温度超过3000万度,持续时间最长,输出功率最高。需要澄清一下,氢弹是不可控制的。我国可控核聚变能否在2025年之前实现? 现在各个国家都在研究这项技术,但是要想在短期内实现并且投入使用显然是不可能的。预计要五十年后。今年…人工可控核聚变怎样实现? 目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出。。可控核聚变距离我们是否遥远?该技术突破具有哪些划时代意义? 我对可控核聚变目前发展的观点是:能看到商业实用化的曙光,但是具体要什么时候可以真正实现,目前来看很…为什么科学界用了几十年都没研究出受控核聚变? 答:核聚变需要制造出,比太阳内部还高十倍的温度,技术难度可想而知;目前可控核聚变是可以实现的,只是还无法达到商用条件。氢元素发生核聚变,需要氢原子在原子核尺度上发生碰撞,温度和压力越高,原子核碰撞的概率也就越大,所以核聚变一般都需要非常高的温度。太阳内部温度高达1500万度,压力高达3000亿个大气压,以人类目前的技术,根本无法制造如此高的压力;那么只能继续提高温度,来达到核聚变的条件,一般需要数亿度的温度,才能使氢原子发生聚变。要达到1亿度并不简单,氢弹爆炸的瞬间,中心温度可达2亿度,但这是不可控的,氢弹本身就是用原子弹引爆,原子弹又存在临界质量,所以要想实现可控核聚变只能另寻它路。目前可控核聚变的实现,有两种方式:(1)超强激光利用超高功率的激光聚焦,得到超高温度,这个办法的难点就是对激光器要求非常高;目前人类实验室的强激光,使用一次后需要很长的时间间隔,才能产生第二次强激光,要实现连续的可控核聚变还行不通。(2)托卡马克装置目前最有希望实现可控核聚变的技术,就是采用托卡马克装置,利用超导体产生超强磁场,束缚装置内的高温等离子体,从而实现连续的可控核聚变。目前科学家已经能在实验室,实现核。氦3热核反应的问题 科学家要想让氘原子和氚原子在特殊的位置发生碰撞并且发生聚变,需要1亿摄氏度以上的极高温环境。用核聚变原理造出来的氢弹就是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热,来触发核聚变起燃器,使氢弹得以爆炸。但是,用原子弹引发核聚变只能引发氢弹爆炸,却不适用于核聚变发电,因为电厂不需要一次惊人的爆炸,而需要缓缓释放出来的电能,也就是需要“可控核聚变”。可控核聚变反应的梦想一直被许多科学家认为不可能实现。但是,最近日本和欧洲进行的一些实验表明,处理如此高温的物质虽然十分困难,但也并非不可能。激光技术的发展,使可控核聚变的“点火”难题有了解决的可能。目前,世界上最大激光输出功率达100万亿瓦,足以“点燃”核聚变。除激光外,利用超高温微波加热法,也可达到“点火”的温度在起初的研究中,加热和容纳等离子体所需的能量超过了核聚变反应所产生的能量。也就是说投入大于产出,于是有记者评论说“核聚变反应器是核物理学家的一个价格昂贵的玩具”。由此,1997年美国停止了核聚变反应的研究。然而没过多久,英国的欧洲联合实验室和日本的JT-60核聚变反应器都成功地使核聚变产生的能量大于它消耗的能量。日本研究核聚变反应甚至能达到5.2亿度的高温。

#可控核聚变#等离子体

随机阅读

qrcode
访问手机版