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什么是磁约束可控核聚变,是否可以进行商业化发电? 磁约束核聚变材料.ppt

2021-04-26知识8

什么是磁约束可控核聚变,是否可以进行商业化发电? http://www. nature.com/nphys/journa l/v9/n12/full/nphys2825.html 4.磁约束受控核聚变的商业化进程 尽管目前不论在磁约束核聚变还是惯性约束核聚变领域均取得了重要的进展。

磁约束核聚变的基本条件 对于原子核聚变反应中反应截面最大、相对容易实现的氘-氚聚变,要实现控制,最终建造可提供有增益的聚变能的热核聚变反应堆,必须具备一些基本的物理条件。①把高度纯净的、氘和氚的混合材料,加热到1亿度以上,即达到所谓热核温度。在这样的超高温度,氘氚混合气体已完全电离,成为氘、氚原子核和自由电子混合而成的等离子体。②从常温下处于分子状态的氘、氚材料开始,一直到上述热核温度的整个加热过程中,把这个尺寸有限的等离子体约束起来,使组成等离子体的原子核在发生足够多的聚变反应之前,不至于失散。定量地说,对于氘氚聚变,需要满足下列条件:n×t≥常数,式中n是单位体积(立方米)等离子体内原子核的数目(等于同一体积内自由电子的数目),t是一个带有平均热动能的高速电子或原子核在等离子体内停留的时间。这个条件称为约束条件,或劳孙判据,它是根据氘氚聚变的反应截面并考虑了等离子体整个加热和产能过程中热能转换实际可能的效率而得出的,是聚变反应堆产生功率(能量)增益所必需满足的最低条件。例如,当氘氚混合体的原子核密度(指的是数密度,下同)n为10∧20个每立方米时,要求每个电子及原子核在等离子体内停留的时间,平均达到1秒以上。

有哪些能实现可控核聚变的材料? 托卡马克磁约束聚变装置中,服役环境最恶劣的材料当属面向等离子体材料,也就是直接包裹等离子体的那一层…

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