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一个猜想:利用托卡马克装置造炸弹 托卡马克装置点火

2020-07-19知识5

托卡马克点火的原理是什么? 托卡马克,又称环磁机,是一种利用磁约束来实现磁约束聚变的环性容器。达到稳定的等离子体均衡需要围绕环面移动的螺旋形状的磁力线。托卡马克可变配置(TCV)的圆形内部托卡马克这个词是转写单词Tokamak,是一个缩写:它的名字Tokamak来源于环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)。它最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的物理学家伊戈尔·塔姆,安德烈·萨哈罗夫,和列夫·阿齐莫维齐等人在1950年代发明的。MAST典型的等离子体托卡马克是磁约束装置的几种类型之一,并且是用于生产受控热核核聚变能中的一个最深入研究的候选类型。磁场被用于约束是因为等离子体冷却会使反应停止。而超导托卡马克可长时间约束等离子体。第一个超导托卡马克为俄制的T-7(托卡马克7号),而T-7由中国改造成HT-7(合肥托卡马克7号为“全”超导托卡马克)。而HT-7U就是现今中国的EAST。美国80年代的TFTR装置托卡马克的中央是一个环形的真空室(有点像轮胎),外面缠绕着多组一定形态的线圈。真空室内充入一定气体,在灯丝的热电子或者微波等预电离手段的作用下,产生少量离子,然后通过感应或者微波、中性束注入等方式,激发并维持一个强大的环形等离子体电流。国家点火装置(NIF)与托卡马克(Tokamak)型反应器的优缺点比较? http://www. nature.com/nature/journ al/v506/n7488/full/nature13057.html 正如文中所说,NIF实现的所谓“正的能量输出”是指核聚变反应释出的能量比燃料(用于引发核聚变。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!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? 现在用激光点火。托卡马克就是一种强磁结构。聚变燃料被充入装置内,然后激光瞬间加热,产生电离和束缚和碰撞,最后发生聚变。聚变所产生的高温周围材料挺不了多长时间了,重点是产生的高温无法及时导走。托卡马克反应器,实际上就是用高温来激发核聚变,然后将电离物用磁壳限制住。点火后就是个大火球。超导托卡马克装置只能运行几百秒吗?为什么? 要实现聚变反应长久.我们就要实现聚变物的自我约束.先说理论基础,物质只受两个场作用.一个是旋转场,另一个是张量场.与我们聚变反应的就只有旋转场.再来说说原子核和太阳是怎样把质子约束住的.1先说原子核.质子由三夸克组戊,中子由三夸克组成且夸克自身也旋转.中子与质子(6夸克形成一个中间细两头大的结构)形成一个上向左,下向右转的结构.相当于磁铁.而夸克本身也自旋形成6个旋转的半球形场.整体看上去就象一个球.这样由中子质子形成的发电机为6夸克形成的球状结构供电.使整个球带上正电.这样这个球又使质子及中子所受的力实现反转就是电磁力实现反转.就是靠这个球近受力大,远受力小.(在这里好象强力.弱力不存在了是真的吗?2再说太阳,太阳也有类似于半球结构的米粒结构.它起的作用应该就是把氢约束起来的结构.现在我来说我的观点:我们可以诱导聚变物自我约束.形成稳定的结构.方法就是旋转.既然有了托卡马克装置,为什么核聚变能源的使用还是不成熟? 目前托卡马克装置对聚变等离子体控制时间还不够长,不足以维持聚变的自持反应。托卡马克装置的磁约束原理决定了其稳定性较差,目前的努力都是为了提高稳定性,延长等离子体。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。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。一个猜想:利用托卡马克装置造炸弹 想的太简单了。托卡马克是一环形装置,通过约束电磁波驱动,创造氘、氚实 现聚变的环境和超高温,并实现人类对聚变反应的控制。受控热核聚变在常规托卡马克装置上已经实现。但常规托卡马克装置体积庞大、效率低,突破难度大。受控核聚变研究举步维艰,根本原因是轻元素原子核的聚合远比重元素原子核的分裂困难。原子核之间的吸引力是很大的,但原子核都带正电,又互相排斥,只有当两个原子核之间的距离非常接近,大约相距只有万亿分之三毫米时,它们的吸引力才大于静电斥力,两个原子核才可能聚合到一起同时放出巨大的能量。因 此,首先必须使聚变物质处于等离子状态,让它们的原子核完全裸露出来。然而,两个带正电的原子核越互相接近,它们之间的静电斥力也越大。只有当带正电的原子核达到足够高的动能时,这需要几千万甚至几亿摄氏度的高温,它们的碰撞才有机会使它们非常接近,以致产生聚合。国际热核实验堆是一个基于托卡马克方案的项目,主要目的是实现氘-氚燃料点火并持续燃烧,最终实现氘-氚燃料的稳定燃烧;证明利用核聚变发电是安全 的,也不污染环境;另外也进行核聚变工艺技术一体化实验。由于氘-氚燃料点火的需要,这个实验堆要建得相当大,当时设定。

#原子#核聚变#原子核

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