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核聚變實驗裝置人造太陽資料

發布時間:2021-10-25 21:44:43

㈠ 中國人造太陽

還在安徽的實驗室

〖聚焦創新〗中國「人造太陽」即將放電

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2006-8-24 9:05:10 中國工業報

8月中旬,由中國自行設計、研製的世界上第一個全超導托卡馬克EAST(原名HT-7U)核聚變實驗裝置(又稱「人造太陽」)將在安徽合肥中國科學院等離子體物理研究所進行首次正式放電實驗。記者了解到,這次放電實驗,已引起了國內外科學界的高度關注。實驗一旦成功,意味著安徽將成為世界上第一個建成此類核聚變實驗裝置並能實際運行的地方。
如何解決能源危機
自從第一次石油危機以來,世界各國都在競相發展節能技術,力圖掌握能源命脈,維護國家安全。但是人類目前可利用的能源資源非常有限,主要能源將在未來幾十年至100多年的時間內枯竭。據日本權威機構專家測算,按目前世界已探明能源儲量和可開采年限計算,石油資源的儲量為10195億桶,可供開采43年,高成本油田可供人類開采240年;天然氣埋藏量為144萬億立方米,可開采63年,高成本氣田可供開采452年;煤炭埋藏量10316億噸,可開采231年。同時傳統能源還會帶來環境問題,如溫室氣體的增加可引起氣候變化等。而世界上已有的核電站,都是利用原子核裂變反應的電站,主要原料鈾的儲量僅夠維持數百年之用,況且核電站有著放射性物質泄漏事故、核燃料埋藏處理等重要隱患。
無奈,科學家將最終解決能源危機的希望,寄託在了受控核聚變的實現和推廣身上。核工業西南物理研究院鍾學儒高速記者,其原理類似太陽發光發熱,即在上億攝氏度的高溫條件下,利用氫的同位素氘、氚的聚變反應釋放出核能。核聚變能源使用的氘、氚可從海水中提取,也不產生室溫氣體及高放射性核廢料,可以像太陽一樣,為人類提供一種無限、清潔和安全的能源。據了解,1升海水提取的氘,在全完的聚變反應中釋放的能量,相當於燃燒300升汽油釋放的能量。
其實,人來早已實現了氘氚核聚變--氫彈爆炸,但那種不可控制的瞬間能量釋放只會給人類帶來災難。馴服核能使核聚變在人為控制下發電,是件異常艱難的事,國際間聯合攻關勢在必行。
鍾學儒告訴記者,經過幾十年的准備和醞釀,今年5月,歐盟、美國、中國、日本、韓國、俄羅斯和印度7方參與的國際熱核聚變實驗反應堆(ITER)項目正式啟動。該計劃前期投資約50億美元,計劃用8~10年的時間完成,預計最終總投資將超過100億美元。其中,歐盟承擔50%的費用,其餘6方分別承擔10%,超出預計總花費10%的費用將用於支付建設過程中由於物價等因素造成的預算超支。此外,參與各方完全平等地享有項目的所有科研成果和知識產權。據悉,這是國際空間站之後,國際間最龐大的科研合作項目之一。
中國任重道遠
中國工程院院士彭士祿告訴記者,我國在20世紀50年代中期就開始進行核聚變研究主要由核工業西南物理研究院和中國科學院等離子體物理研究所來進行。
20世紀80年代核工業西南物理研究院就建成了中國環流器一號裝置,為我國在國際核聚變研究領域贏得了一席之地;20世紀90年代,該院又建成了中國環流器新一號裝置,達到國際上同類型、同規模裝置的先進水平,研究成果得到世界核聚變界的關注和肯定。2002年,該院成功建成了中國第一個具有偏濾器位形的托卡馬克裝置--中國環流器二號A裝置。
中國科學院等離子體物理研究所萬元熙透露,科學院等離子所於1994年底建成中國的一台全超導托卡馬克裝置HU-7U後被命名為EAST,從2003年開始,EAST開始進入總裝。據介紹,該所耗資1.65億元人民幣的全超導托卡馬克研究計劃為,建成一個以具有非圓小截面的全超導托卡馬克為核心的核聚變實驗系統,並在其上實現近堆芯高參數,長脈沖和穩態運行。
萬元熙認為,我國進行的與未來聚變堆相關的工程和物理問題的探索性實驗研究,將為未來穩態、安全、高效先進聚變堆的物理和工程技術基礎做出重要貢獻,從而使中國在開發清潔而又無限的核聚變能的研究領域進入國際先進水平,做出更大貢獻。他說,成功設計和建造EAST的經驗構成了中國參加ITER的重要基礎,同時EAST的成功建造和運行將為中國磁約束核聚變研究的下一步計劃奠定堅實的物理、工程技術和人才隊伍基礎。
不過,跟蹤國際聚變能科技動態40餘年時間的西南物理研究院科技委主任嚴建成坦承:「目前,英國、美國、日本等少數幾個國家的大型裝置,已經在秒量級(幾秒鍾之內)下達到了億度溫度。中國和國際最先進的水平還有差距。」
嚴建成透露,中國將在ITER裝置建設期間,提供總造價10%、也就是40多億元人民幣的核部件,並承擔了兩大核心技術的攻關任務:中子屏蔽技術、超導技術。前者是聚變反應中避免污染環境的關鍵技術,後者則將提供反應所需的強磁場。「預計本世紀中葉,聚變核電站就將步入商用階段。我國三大動力等轉北製造巨頭有著開發新產業的良機。」

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中國"人造太陽"下月放電 如獲成功將成世界之最
【來源:南方日報報業集團-南方日報】
合肥消息 8月15日前後,俗稱「人造太陽」的全超導托卡馬克EAST核聚變實驗裝置將在合肥科學島上進行首次等離子體放電實驗。這意味著這一裝置進入正式運行階段。

科學島上的「人造太陽」,是中國自行設計、研製的世界上第一個全超導托卡馬克EAST核聚變實驗裝置。

其運行原理就是在這台裝置的真空室內加入少量氫的同位素氘或氚,通過類似變壓器的原理使其產生等離子體,然後提高其密度、溫度使其發生聚變反應,反應過程中會產生巨大的能量。在未來的核聚變電站中,反應產生的能量可以通過能量輸出轉換裝置供人類使用。據了解,1升海水提取的氘,在完全的聚變反應中釋放的能量,相當於燃燒300升汽油釋放的熱能。

首次放電實驗,已引起國內外科學界的高度關注,而放電過程是否具有危險性更為世人所牽掛。據參與這一工作的科研人員解釋,核聚變實驗裝置只有在放電的時候才會產生中子輻射,一旦實驗結束就沒有了輻射,而產生的中子輻射不會影響到大廳之外。整個核聚變實驗大廳是全封閉式構造,四周牆壁的厚度達到1.5米,屋頂的厚度為1米,內部全部為鋼筋捆紮,表面用水泥澆築而成,「是非常安全的」。

目前,這一核聚變實驗裝置真空室內的二次總裝正有條不紊地進行。實驗一旦成功,將意味著合肥成為世界上第一個建成此類核聚變實驗裝置並能實際運行的地方。

據《新安晚報》
參考資料:http://www.mei.net.cn/page/news/news.asp?CD=176053

㈡ 什麼是熱核聚變與人造太陽

什麼是人造太陽

所謂「人造太陽」,即先進超導托卡馬克實驗裝置,也即國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)建設工程,是當今世界迄今為止最大的熱核聚變實驗項目,旨在地球上模擬太陽的核聚變,利用熱核聚變為人類提供源源不斷的清潔能源。核聚變能以氘氚為燃料,具有安全、潔凈、資源無限三大優點,是最終解決全人類能源問題的戰略新能源。

多年來的熱核聚變研究一直圍繞著一個主題,就是要實現可控的核聚變反應,造出一個人造太陽,一勞永逸地解決人類的能源之需。

萬物生長靠太陽,人類生存自然也離不開太陽。我們生火煮飯的柴草來自太陽,水力發電來自太陽,汽車里燃燒的汽油來自太陽……太陽像所有的恆星一樣進行著簡單的熱核聚變,向外無休止地輻射著能量。

我們現今所使用的能源,有些直接來自太陽,有些是太陽能轉化的能源,像水能、風能、生物能,有些是早期由太陽能轉化來的一直儲存在地球上的能源,像煤炭、石油這樣的化石燃料。人類社會發展到今天,僅靠太陽給予的可用能源已經不夠用了。人類能源消耗快速增加,水能的開發幾近到達極限,風能、太陽能無法形成規模。我們今天使用的主要能源是化石燃料,再有100多年即將用盡。人們還抱怨化石燃料對大氣造成了污染,增加了溫室氣體。要知道它們是太陽和地球用了上億年才形成的,但只夠人類使用三四百年,而且它們是不可再生的。另外,煤炭、石油等是人類重要的自然資源,作為燃料燒掉是非常可惜的。人們無不擔心,煤和石油燒完了,而其他能源又接替不上該怎麼辦?能源危機開始困擾著人類,促使人們尋找各種可能的未來能源,以維持人類社會的持續發展。

細心的人會發現,在元素周期表中,雖然元素是由質子和中子成對增加依次構成的,但是原子的重量卻不是按質子和中子的增加而等量增加的。在較輕的原子中,質子和中子的重量偏重,如果兩個輕的原子合成一個重原子,兩個輕原子的原子量之和往往重於合成的重原子。同樣,在較重的原子中,質子和中子的重量也偏重,一個重原子分裂為兩個輕原子,重原子的原子量一般重於兩個輕原子之和。只是在鐵元素附近的原子中,質子和中子的重量偏輕。由此可見,在原子核反應中,質量是不守恆的,即出現了所謂的質量虧損。這些質量到哪裡去了呢?按照愛因斯坦的質能關系公式E=mc2,虧損的質量轉換為能量,由於c2是個巨大的系數,很小的質量就可釋放出巨大的能量。科學家正是基於這一點,利用重金屬的核裂變製造出了原子彈,利用輕元素的核聚變製造出了氫彈。

原子彈和氫彈的巨大威力令人懼怕,同時也讓人們興奮,因為原子中蘊藏的能量太大了,能否利用這種能源是人們自然想到的問題。原子彈和氫彈中的巨大能量是在瞬間釋放出來的,而要作為常規能源使用,就必須實現可控制的核裂變和核聚變。對於核裂變來說,控制起來相對比較容易,裂變核電站早已經實現商業運行。但能用來產生核裂變的鈾235等重金屬元素在地球上含量稀少,而且常規裂變反應堆會產生長壽命的放射性較強的核廢料,這些因素限制了裂變能的發展。

對人們來說,最具誘惑力的自然是核聚變,它的單位質量產生的能量比核裂變還要大幾倍。實際上,宇宙中最常見的就是氫元素的聚變反應,所有的恆星幾乎都在燃燒著氫,因為氫是宇宙中最豐富的元素。氫的聚變反映在太陽上(還有少量其他核聚變)已經持續了近50億年,至少還可以再燃燒50億年。氫在地球上也是非常豐富的,每個水分子中都有2個氫原子,但最容易實現的聚變反應是氫的同位素——氘與氚的聚變(氫彈就是這種形式的聚變)。氘和氚發生聚變後,2個原子核結合成1個氦原子核,並放出1個中子和17.6兆電子伏特能量。就氘來說,它是海水中重水(水分子為H2O,重水為D2O,只佔海水中的一小部分)的組成元素,海水中大約每6500個氫原子中有1個氘原子。每升水約含30毫克氘(產生的聚變能量相當於300升汽油),其儲量就多達40萬億噸。一座1000兆瓦的核聚變電站,每年耗氘量只需304千克,海水中的氘足夠人類使用上百億年,這就比太陽的壽命還要長了,更不要說再使用氫了。另外,除氚具有放射性危險之外,氘-氚聚變反應不產生長壽命的強放射性核廢料,其少量放射性廢料也很快失去放射性。氘—氘反應沒有任何放射性。可以說氫及其同位素的聚變反應能是一種高效清潔的能源,而且真正是用之不竭。既然恆星上都在進行著這樣的核聚變,地球上也不缺這種核聚變的原料,只要實現可控的核聚變,就可以造出一個供人們永久使用的「太陽」。實際上,自從人們揭開太陽燃燒的秘密以來,就一直希望模仿太陽在地球上實現核聚變從而為人類提供無盡的能源。盡管多年過去了,人們只見到了氫彈的爆炸,而沒有看到一座核聚變發電站的出現,但它誘人的前景依然是人們心中一個割捨不去的夢。

中國的人造太陽

中國科學家率先建成了世界上第一個全超導核聚變「人造太陽」實驗裝置,模擬太陽產生能量。

該裝置從內到外一共有五層部件構成,最內層的環行磁容器像一個巨大的游泳圈,進入實驗狀態後,「游泳圈」內部將達到上億度的高溫,這也正是模擬太陽核聚變反應的關鍵部位。國家「九五」大科學工程EAST(先進超導托卡馬克實驗裝置)建設項目總負責人萬元熙解釋說,在高壓高溫下面,太陽從裡面到表面都在發生聚變反應,釋放出大量能量。但是太陽上的聚變反應是不可控的,為了讓這種能量釋放過程變成一個穩定、持續並且可控制的過程,EAST正是起著這一轉化作用,通過磁力線的作用,氫的同位素等離子體被約束在這個「游泳圈」中運行,發生高密度的碰撞,也就是聚變反應。從1升海水中提取的氫的同位素,實現完全的聚變反應,放出來的能量等同於燃燒300升的汽油所獲得的能量。

製造一個裝置實現受控熱核聚變反應,可以得到無窮盡的清潔能源,就相當於人類為自己製造一個或數個小太陽,源源不斷地從核聚變中得到能量。

「人造太陽」徹底改變世界能源格局

根據「可控熱核聚變」原理研發的「人造太陽」將帶來人類能源供應格局的根本性變革。一旦這一成果投入商業運行,將徹底變革世界能源供應格局。

中科院等離子體物理研究所於1994年底在合肥建成中國第一個超導托卡馬克ht-7裝置,在該裝置的基礎上,研究所研製了「east」實驗裝置,被稱為世界上第一個全超導核聚變「人造太陽」實驗裝置。

2005年4月27日,EAST總裝完成了難度最大的工作——三環套裝。三環從里到外的順序為真空室、內冷屏和縱場磁體,是整個裝置的內三層。

2006年1月10日,EAST外杜瓦安裝成功,這標志著EAST總裝第一階段的全面竣工,為EAST降溫通電實驗創造了良好的條件。

外真空杜瓦是EAST裝置最外層的結構部件。它主要為真空室等內部部件提供真空工作環境,隔絕內部部件與環境的自由熱交換,以實現對運行溫度的控制,從而滿足總體設計要求。

根據核聚變發生的機理,要實現可控制的核聚變實際上比造個太陽要難多了。我們知道,所有原子核都帶正電,兩個原子核要聚到一起,必須克服靜電斥力。兩個核之間靠得越近,靜電產生的斥力就越大,只有當它們之間互相接近的距離達到大約萬億分之三毫米時,核力(強作用力)才會伸出強有力的手,把它們拉到一起,從而放出巨大的能量。要使它們聯起手來並不難,難的是既要讓它們有拉手的機會又不能讓它們過於頻繁地拉手。要使它們有機會拉手,就要使粒子間有足夠的高速碰撞的機會,這可以增加原子核的密度和運動速度。但增加原子核的密度是有限制的,否則一旦反應加速,自身放出的能量會使反應瞬間爆發。據計算,在維持一定的密度下,粒子的溫度要達到1億~2億攝氏度才行,這要比太陽上的溫度(中心溫度1500萬℃,表面也有6000℃)還要高許多。但這樣高的溫度拿什麼容器來裝它們呢?

這個問題並沒有難倒科學家,20世紀50年代初,前蘇聯科學家塔姆和薩哈羅夫提出磁約束的概念。前蘇聯庫爾恰托夫原子能研究所的阿奇莫維奇按照這樣的思路,不斷進行研究和改進,於1954年建成了第一個磁約束裝置。他將這一形如麵包圈的環形容器命名為托卡馬克(tokamak)。托卡馬克是「磁線圈圓環室」的俄文縮寫,又稱環流器。這是一個由封閉磁場組成的「容器」,像一個中空的麵包圈,可用來約束電離了的等離子體。我們知道,一般物質到達10萬℃時,原子中的電子就脫離了原子核的束縛,形成等離子體。等離子體是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成的氣體,整體是電中性的。在磁場中,它們的每個粒子都是顯電性的,帶電粒子會沿磁力線做螺旋式運動,所以等離子體就這樣被約束在這種環形的磁場中。這種環形的磁場又叫磁瓶或磁籠,看不見,摸不著,也不接觸有形的物體,因而也就不怕什麼高溫了,它可以把炙熱的等離子體托舉在空中。人們本來設想,有了「麵包爐」,只需把氘、氚放入爐內加火烤制,把握好火候,能量就應該流出來。其實不然,人們接著遇到的麻煩是,在加熱等離子體的過程中能量耗散嚴重,溫度越高,耗散越大。一方面,高溫下粒子的碰撞使等離子體的粒子會一步一步地橫越磁力線,攜帶能量逃逸;另一方面,高溫下的電磁輻射也要帶走能量。這樣,要想把氘、氚等離子體加熱到所需的溫度,不是件容易的事。另外,磁場和等離子體之間的邊界會逐漸模糊,等離子體會從磁籠里鑽出去,而且當約束等離子體的磁場一旦出現變形,就會變得極不穩定,造成磁籠斷開或等離子體碰到聚變反應室的內壁上。

托卡馬克中等離子體的束縛是靠縱場(環向場)線圈,產生環向磁場,約束等離子體,極向場控制等離子體的位置和形狀,中心螺管也產生垂直場,形成環向高電壓,激發等離子體,同時加熱等離子體,也起到控制等離子體的作用。

幾十年來,人們一直在研究和改進磁場的形態和性質,以達到長時間的等離子體的穩定約束;還要解決等離子體的加熱方法和手段,以達到聚變所要求的溫度;在此基礎上,還要解決維持運轉所耗費的能量大於輸出能量的問題。每一次等離子體放電時間的延長,人們都為之興奮;每一次溫度的提高,人們都為之歡呼;每一次輸出能量的提高,都意味著我們離聚變能的應用更近了一步。盡管取得了很大進步,但障礙還是沒有克服。到目前為止,托卡馬克裝置都是脈沖式的,等離子體約束時間很短,大多以毫秒計算,個別可達到分鍾級,還沒有一台托卡馬克裝置實現長時間的穩態運行,而且在能量輸出上也沒有做到不賠本運轉。

為了維持強大的約束磁場,電流的強度非常大,時間長了,線圈就要發熱。從這個角度來說,常規托卡馬克裝置不可能長時間運轉。為了解決這個問題,人們把最新的超導技術引入到托卡馬克裝置中,也許這是解決托卡馬克穩態運轉的有效手段之一。目前,法國、英國、俄羅斯和中國共有4個超導的托卡馬克裝置在運行,它們都只有縱向場線圈採用超導技術,屬於部分超導。其中法國的超導托卡馬克Tore?Supra體積較大,它是世界上第一個真正實現高參數准穩態運行的裝置,在放電時間長達120秒的條件下,等離子體溫度為2000萬℃,中心粒子密度每立方米1.5×1019個。中國和韓國正在建造全超導的托卡馬克裝置,目標是實現托卡馬克更長時間的穩態運行。

多年來,全世界共建造了上百個托卡馬克裝置,在改善磁場約束和等離子體加熱上下足了工夫。人們對約束磁場研究有了重大進展,通過改變約束磁場的分布和位形,解決了等離子體粒子的側向漂移問題。世界范圍內掀起了托卡馬克的研究熱潮。美國1982年在普林斯頓大學建成的托卡馬克聚變實驗反應堆(TFTR),歐洲1983年6月在英國建成更大裝置的歐洲聯合環(JET),1985年建成JT-60,前蘇聯1982年建成超導磁體的T-15,它們後來在磁約束聚變研究中作出了決定性的貢獻。特別是歐洲的JET已經實現了氘—氚的聚變反應。1991年11月,JET將含有14%的氚和86%的氘混合燃料加熱到了3億攝氏度,聚變能量約束時間達2秒。反應持續1分鍾,產生了1018個聚變反應中子,聚變反應輸出功率約1.8兆瓦。1997年9月22日創造了核聚變輸出功率12.9兆瓦的新紀錄。這一輸出功率已達到當時輸入功率的60%。不久輸出功率又提高到16.1兆瓦。在托卡馬克上最高輸出與輸入功率比已達1.25。

中國的核聚變研究也有較快的發展,西南物理研究院1984年建成中國環流器一號(HL-1),1995年建成中國環流器新一號。中國科學院等離子體物理研究所1995年建成超導裝置HT-7。HT-7是前蘇聯無償贈送給中國的一套縱向超導的托卡馬克實驗裝置,經等離子體物理研究所的不斷改進,它已成為一個龐大的實驗系統。它包括HT-7超導托卡馬克裝置本體、大型超高真空系統、大型計算機控制和數據採集處理系統、大型高功率脈沖電源及其迴路系統、全國規模最大的低溫氦製冷系統、兆瓦級低雜波電流驅動和射頻波加熱系統以及數十種復雜的診斷測量系統。在十幾次實驗中,取得若干具有國際影響的重大科研成果。特別是在2003年3月31日,實驗取得了重大突破,獲得超過1分鍾的等離子體放電,這是繼法國之後第二個能產生分鍾量級高溫等離子體放電的托卡馬克裝置。在HT-7的基礎上,等離子體物理研究所研製和設計了全超導托卡馬克裝置HT-7U(後來名字更改為EAST(Experimental Advanced Superconcting Tokamak))。

㈢ 人造太陽是什麼裝置。

ITER裝置是一個能產生大規模核聚變反應的超導托克馬克,俗稱「人造太陽」。

上世紀50年代開始,以原子核的裂變反應為基礎的核電站登上世界能源舞台,但是這種核電站存在核廢料的處理、核輻射、核燃料鈾的開采和提料難等問題。相對來說,核聚變具有無可比擬的優點:它的原料儲量極其豐富,因其主要燃料是存在於海水之中的氘和氚。一升海水提取的氘能產生的聚變能源,相當於300升汽油。另外,聚變產物沒有放射性。同時,由於聚變反應需要的條件比較高,一旦發生事故,造成反應的等離子體約束破裂,聚變反應便會終止。因此聚變燃料的保存運輸、聚變電站的運行都比較安全。因此,聚變研究對於開發清潔能源,意義十分重大。此外,伴隨著聚變研究帶來的衍生和伴隨技術,比如超導磁體技術、大功率電源技術、超高真空技術、超低溫技術等,都會帶動相關產業發展,給民眾生活帶來很大改變。核聚變如果在民用上能實現可控,將徹底改寫人類的能源版圖。

「目前的聚變研究,功率相對來說還是比較低的。未來我們想實現聚變的可行性,需要在更好的加熱功率條件下,來驗證延長等離子體存在時間的科學可行性。這個挑戰十分巨大,因為聚變產生有一個物理學說叫勞遜判據,意思是要想產生聚變,就要使得等離子體的溫度達到上億度,這就是我們今後的科研攻關目標。」龔先祖說。

㈣ 中國的人造太陽

中國的人造太陽即「全超導托卡馬克EAST核聚變實驗裝置」

據了解,EAST裝置是中國耗時8年、耗資2億元人民幣自主設計、自主建造而成的。

記者在實驗控制室看到,這個近似圓柱形的大型物體由特種無磁不銹鋼建成,高約12米、直徑約5米,據介紹其總重量達400噸。

李建剛研究員說,與國際同類實驗裝置相比,EAST是使用資金最少、建設速度最快、投入運行最早、運行後獲得等離子放電最快的先進核聚變實驗裝置。

「這意味著人類在核聚能研究利用領域取得重大進步,也標志著中國在這一領域進入國際先進水平」,李建剛說。

人們認識熱核聚變是從氫彈爆炸開始的。氫彈爆炸時釋放出極大的能量,給人類帶來的是災難。而科學家們卻希望發明一種裝置,可以有效地控制「氫彈爆炸」的過程,讓能量持續穩定的輸出,以解決人類面臨的能源短缺危機。

美、法等國在20世紀80年代中期發起了耗資46億歐元的國際熱核實驗反應堆(ITER)計劃,旨在建立世界上第一個受控熱核聚變實驗反應堆,為人類輸送巨大的清潔能量。這一過程與太陽產生能量的過程類似,因此受控熱核聚變實驗裝置也被俗稱為「人造太陽」。

中國於2003年加入ITER計劃。位於安徽合肥的中科院等離子體所是這個國際科技合作計劃的國內主要承擔單位,其研究建設的EAST裝置穩定放電能力為創記錄的1000秒,超過世界上所有正在建設的同類裝置。

EAST大科學工程總經理萬元熙教授說,與ITER相比,EAST在規模上小很多,但兩者都是全超導非圓截面托卡馬克,即兩者的等離子體位形及主要的工程技術基礎是相似的,而EAST至少比ITER早投入實驗運行10至15年。因此,無論從人才培養和奠定工程技術及物理基礎的角度上說,EAST都將為ITER計劃做出重要的、實質性的貢獻,並進而為人類開發和最終使用核聚變能做出重要貢獻。

不過,萬元熙研究員說,雖然「人造太陽」的奇觀在實驗室中初現,但離真正的商業運行還有相當長的距離,它所發出的電能在短時間內還不可能進入人們的家中。但他預測,根據目前世界各國的研究狀況,這一夢想最快有可能在30-50年後實現。

萬元熙說,未來的穩態運行的熱核聚堆用於商業運行後,所產生的能量夠人類用數億年乃至數十億年。從長遠來看,核能將是繼石油、煤和天然氣之後的主要能源,人類將從「石油文明」走向「核能文明」。

名詞解釋
核聚變反應: 核聚變反應主要藉助氫同位素。核聚變不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射,不產生核廢料,當然也不產生溫室氣體,基本不污染環境。 氘-氚聚變 氫原子最容易實現的聚變反應是其同位素氘與氚的聚變。氘和氚聚變後,2個原子核結合成1個氦原子核,並放出1個中子和17.6兆電子伏特能量。每1升海水中含30毫克氘,30毫克氘聚變產生的能量相當於300升汽油。

托卡馬克裝置: 托卡馬克是「磁線圈圓環室」的俄文縮寫,又稱環流器。這是一個由封閉磁場組成的「容器」,像一個中空的麵包圈,可用來約束電離子的等離子體。 EAST 又稱「實驗型先進超導托卡馬克」,是一台全超導托卡馬克裝置,可能成為世界上第一個可實現穩態運行、具有全超導磁體和主動冷卻第一壁結構的托卡馬克。該裝置有真正意義的全超導和非圓截面特性,更有利科學家探索等離子體穩態先進運行模式。

㈤ 中國人造太陽正式誕生,不過這個「太陽」到底有什麼用

ITER主要目的在於模擬太陽產生能量的核聚變過程,因此其核心裝置「托卡馬克」被稱為「人造太陽」。

ITER是當前世界規模最大、耗時最長、影響最深遠的國際大科學計劃之一。ITER是當前世界規模最大、耗時最長、影響最深遠的國際大科學計劃之一。

根據協議,歐盟、中國、美國、日本、韓國、印度和俄羅斯共同資助ITER項目,其中歐盟承擔約45%,其他6方各承擔約9%,資助包括資金和實物兩個部分。

(5)核聚變實驗裝置人造太陽資料擴展閱讀

28日的安裝啟動儀式標志著ITER進入安裝階段,由此前接收成員國部件等前期籌備工作正式轉換到組裝工作。到2024年年底,ITER施工方將按照工作進度表接收和安裝托克馬克裝置的各主要大型部件及輔助設施。

完成主要部件安裝後,計劃2024年年底到2025年年底開始進行冷測試調試工作,並在2025年12月實現第一束等離子體,這將標志著ITER由安裝階段轉入運行階段。

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