超导托卡马克装置只能运行几百秒吗？为什么？ 超导在托卡马克装置中的作用

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！EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置,又称“人造太阳”,有什么作用? 托卡马克不是模拟，就是核聚变反应装置。下面摘抄部分资料：托卡马克是前苏联科学家于20世纪60年代发明的环形磁约束受控核聚变实验装置。经过近半个世纪的努力，在托卡马克超导托卡马克装置只能运行几百秒吗？为什么？ 为什么超导托卡马克装置只能运行几百秒？其实无论是是磁约束中的托卡马克还是仿星器、或者球形环、磁镜等还是惯性路子的国家点火装置，统统都不能连续运行，当然两者未来的前途也不一样，磁约束封闭环境比较适合用来发电，惯性类未来适合星际旅行的飞行器发动机等等；不过现在看来磁约束似乎更接近成功一些。托卡马克核聚变装置示意图可以从如下几个角度来看看这个可控核聚变的难度有多高。一、工作原理 从原理上看似乎并不难，不就是轻元素聚变成比较重的元素然后丢失的一些质量释放出巨大的能量，太阳上天天在发生！但难度也是由此而来的。首先太阳上有极高的温度和压力，我们地球上不具备，另外太阳是一个在宇宙空间的球体啊，极高温的等离子体等都受到太阳引力的约束，还有太阳会释放出高能粒子，最后比较关键，太阳聚变的元素是氢，但我们人类连最容易的氚氘聚变温度都难以到达，可想而知这有多难！二、材料选择 我们人类现有最耐高温的材料是钨，3410度，但即使如此，在5000万度的聚变等离子面前，连黄油都不如！幸亏等离子体是导电的，可以用磁场来约束它，这也导致了下一个问题。另外聚变时会产生中子等，内壁材料吸收了中子之后会嬗变具有放射性.三、成本分摊 问题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，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-7超导托卡马克装置只能运行几百秒吗？为什么？ 托卡马克装置的原理就是不能连续运行的，它只是一个“试验装置”，目的是尽可能提高温度，以达到“一亿度”的指标。这里的“几百秒”也不是“聚变时间”，而是“放电时间”，意思就是通过放电来加热等离子体，与什么“聚变”还差的远呢。真正能够持续运行的，目前只有“仿星器”那一种装置，但它能够达到了温度，比托卡马克装置差太多…为了提高托卡马克装置中的等离子体的温度，实际上，首先在装置中，不是“一开始就是等离子体”，而是“气体”，中性的气体。为了提高气体温度，就需要给气体“加热”。但又不能“用火去烤”，只能先采用“放电击穿气体”的办法来“加热气体”。而大家都知道，首先要产生一个“高压电脉冲”来击穿气体（目前FAST使用的是氢气，还没有使用氘氚混合气体），击穿之后，还需要不断的放电来加热气体，直至气体变成等离子体。在“磁约束”的条件下，“放电击穿气体”也不是容易的，不像日光灯管那样简单。能“放电几百秒”已经不错了，但还不能达到“聚变温度”。如果想进一步的提高温度，就必须采用其它办法，如“微波加热”等。这些都是“受控热核聚变”的常识，随便找本书看看就知道了，也不保密。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，前段时间很火的超导托卡马克装置俗称“人造太阳”有没有人可以说一下前景和用处？ 可用于运行核聚变的装置，能用来代替原来的核裂变。核聚变比核裂变更安全环保，且环保很多。用于核聚变的材料量超多，有了这个托马斯装置，就能利用这些材料了。核聚变释放的能量比核裂变释放的能量高的多。参考：氢弹是核聚变，原子弹是核裂变。太阳也是核聚变。注：核聚变很可能是未来主要能源。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、

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