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超导托卡马克装置中国

2020-07-26知识14

中国超导托卡马克装置实现一亿度高温,距离商业化发电还有多远? 很难说。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,。超导托卡马克装置的EAST 为了在近堆芯的高参数条件下研究等离子体的稳态和先进运行,深入探索实现聚变能源的工程、物理问题,等离子体所在成功建设中国第一个超导托卡马克HT-7的基础上,提出了“HT-7U全超导非圆截面托卡马克装置建设”计划。为使国内外专家易于发音、便于记忆同时又有确切的科学含义,项目的名称在2003年10月正式由HT-7U改为EAST。EAST由实验“Experimental”、先进“Advanced”、超导“Superconducting”、托卡马克“Tokamak”四个单词首字母拼写而成,它的中文意思是“先进实验超导托卡马克”,同时具有“东方”的含意。EAST装置是我国自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置(右图),其主要技术特点和指标是:16个大型“D”形超导纵场磁体将产生纵场强度 BT=3.5 T;12个大型极向场超导磁体可以提供磁通变化 ΔФ≥10 伏秒;通过这些极向场超导磁体,将能产生≥100万安培的等离子体电流;持续时间将达到1000秒,在高功率加热下温度将超过一亿度。EAST装置的主机部分高11米,直径8米,重400吨,由超高真空室、纵场线圈、极向场线圈、内外冷屏、外真空杜瓦、支撑系统等六大部件组成。其实验运行需要有大规模低温氦制冷、大型高功率脉冲电源及其回路、大型超导体测试、。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!关于中国的“人造太阳”。 中科院等离子体物理研究所所长李建刚说,虽然「人造太阳」的奇观在实验室中已经出现,但离真正的商业运行还有相当长的距离,「人造太阳」所发出的电能在短时间内还不可能。超导托卡马克装置是干什么的,为什么日本能制造这东西? 说的好像中国不能造似得,记得15年的时候中国的托卡马克装置就超过本子变成世界第一了(原本的第一是本子…EAST超导托卡马克核聚变实验装置如何制造的?有哪些用途? 核聚变能以氘氚为燃料,具有安全、洁净、资源无限3大优点,是最终解决我国乃至全人类能源问题的战略新能源。国家重大科学工程项目EAST超导托卡马克核聚变实验装置(原名HT-7U)于1998年7月由原国家计委正式立项,2000年10月正式开工建设,国家投资1.65亿元。它是世界上第一个具有非圆截面的全超导托卡马克,该项目的科学目标旨在探索近堆芯条件下等离子体稳态运行模式,从而为未来稳态运行的先进托卡马克核聚变反应堆提供重要的工程技术和物理基础。中科院合肥研究院等离子体所的科研人员经过8年艰苦努力,于2006年初成功进行了装置的工程联调,自2006年9月起开始转入物理实验阶段,现已成功开展了两轮物理实验,在全超导磁体稳定运行条件下,获得了最大电流500千安、9秒重复放电、大拉长比偏滤器等离子体等多项实验成果。EAST装置的主机部分高11米,直径8米,重400吨,由超高真空室、纵场线圈、极向场线圈、内外冷屏、外真空杜瓦、支撑系统等六大部件组成。其实验运行需要有大规模低温氦制冷、大型高功率脉冲电源及其回路、大型超导体测试、大型计算机控制和数据采集处理、兆瓦级低杂波电流驱动和射频波加热、大型超高真空、以及多种先进诊断测量等系统支撑。学科涉及面广,。

#能源#“人造太阳”计划#核聚变#原子能#低温等离子体

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