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球形托卡馬克裝置的作用

發布時間:2022-04-19 19:54:30

1. 托卡馬克的裝置的主要部件和子系統

托卡馬克(Tokamak)是一環形裝置,通過約束電磁波驅動,創造氘、氚實現聚變的環境和超高溫,並實現人類對聚變反應的控制。它的名字Tokamak來源於環形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnet)、線圈(kotushka)。最初是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀50年代發明的。
受控熱核聚變在常規托卡馬克裝置上已經實現。但常規托卡馬克裝置體積龐大、效率低,突破難度大。上世紀末,科學家們把新興的超導技術用於托卡馬克裝置,使基礎理論研究和系統運行參數得到很大提高。據科學家估計,可控熱核聚變的演示性的聚變堆將於2025年實現,商用聚變堆將於2040年建成。商用堆建成之前,中國科學家還設計把超導托卡馬克裝置作為中子源,用於環境保護、科學研究及其它途徑。這一設想獲得國內外專家較高評價。
包括磁體(環向場磁體及極向場磁體)、真空室及其抽氣系統、供電系統、控制系統(裝置控制和等離子體控制)、加熱與電流驅動系統(中性束和微波)、噴氣及彈丸注入系統、偏濾器及孔闌、診斷和數據採集與處理系統、包層系統、氚系統、輻射防護系統、遙控操作與維修系統等部件(子系統)。雖然強磁場能提高約束性能,但受工程技術和材料限制,環向磁場一般為2~8T;為了獲取穩定的核聚變能輸出,托卡馬克聚變堆最終要採用超導磁體(穩態運行要求),為此要增加杜瓦、冷屏和低溫製冷系統。為將等離子體加熱至需要的溫度,大型裝置的總加熱功率為幾十兆瓦,國際熱核實驗堆裝置的加熱功率為73~130MW。

2. 世界上最大的托卡馬克裝置「聯合歐洲環」的工作原理是什麼

世界上最大的托卡馬克裝置是位於英國牛津郡卡勒姆科學中心的「聯合歐洲環」,由歐洲20個國家合作研製。它採用超導電磁線圈環形磁場約束方式,將燃料噴入後可以加熱到1億℃以上的高溫。

3. 二十世紀,受控核聚變比較好的裝置是前蘇聯科學家設計的「托卡馬克」裝置是什麼樣的

二十世紀,受控核聚變比較好的裝置是前蘇聯科學家設計的「托卡馬克」裝置。這是一個中空的環形管,逐段設置鐵塊作磁場的鐵心,把管子圍起來,配上高強度的磁場,把環形腔內的高溫氘、氚封閉起來,使它們在環形腔內完全分解成帶電的離子,而這些帶電的離子在磁場作用下,只能沿磁力線方向運動,就像把高溫的核燃料「盛放」在「磁瓶」里,有控制地運行熱核反應一樣。

4. 江西再次轟動世界,「人造太陽」首次成功放電,我國科研發展到底有多硬核

我國自主研製的核聚變關鍵裝置——中國環流器二號M裝置——在成都建成並實現首次放電,標志著我國核聚變發展取得重大突破,自主掌握了大型先進磁約束核聚變實驗裝置的設計、建造、運行技術,為我國核聚變反應堆的自主設計與建造打下堅實基礎。

隨著中控大屏顯示等離子體發出藍色的光芒,中國環流器二號M裝置首次成功放電,標志著這台先進核聚變關鍵裝置正式投運。

核能的產生主要有核聚變和核裂變兩種方式,目前核電站里普遍應用的就是核裂變反應,就是一個大質量的原子分裂成兩個較小的原子,釋放能量。而核聚變,可以理解為兩個小質量的原子聚合成一個較大的原子,能夠釋放出巨大能量,太陽的能量也是源於此,是人類未來的理想能源。

中核集團董事長 余劍鋒:像氘這樣的(核聚變)材料在海水裡面就很多,一般來講一公升的海水就相當於三百公升汽油的能量,你想一想這樣一個取之不竭用之不盡的我們地球資源,如果我們用聚變能,那人類的能源就可以說(就有)取之不竭用之不盡的清潔能源。

5. 托卡馬克是什麼原理

托卡馬克,是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。它的名字Tokamak 來源於環形、真空室、磁、線圈。最初是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀50年代發明的。托卡馬克的中央是一個環形的真空室,外面纏繞著線圈。在通電的時候托卡馬克的內部會產生巨大的螺旋型磁場,將其中的等離子體加熱到很高的溫度,以達到核聚變的目的。

6. 江西省人造太陽首次成功放電,這意味著什麼

科技改變生活,但是生活中的人們也關心科技最新成果。眾所周知,隨著經濟的不斷發展,科技也會越來越發達,在未來將會覆蓋人類各行各業,包括人民的出行以及吃住方面。而在本月初,我國太陽能發電取得新突破,人造太陽也首次放電成功。但不少人疑惑人造太陽首次放電什麼意思?將意味著什麼?

“首次放電成功,標志著我省已初步具備了設計、製造及運行中小型托卡馬克裝置的能力。”江西省聚變能與信息控制重點實驗室博士錢玉忠介紹,NCST裝置內部安裝有兩個上下對稱的極向場線圈,使其成為我國首個可利用壓縮融合方式啟動等離子體電流的球形托卡馬克裝置。南昌大學與中國科學院等離子體物理研究所聯合成立磁約束聚變聯合實驗室,為中國聚變工程實驗堆重大工程建設及相關核聚變研究提供探索性的實驗經驗。同時,我省還將圍繞NCST模擬太空輻照環境的特性,積極開展交叉應用研究,目前針對極端材料和生物醫葯研究已配套設計了兩套多功能樣品平台,應用於極端材料獲得及改性、生物細胞輻照、植物育種等領域,為我省新能源、生物育種、醫學醫葯及航空特種材料等領域科技創新及產業發展貢獻力量。

7. 托卡馬克的結構原理

在托卡馬克裝置中,歐姆線圈的電流變化提供產生、建立和維持等離子體電流所需要的伏秒數(變壓器原理);極向場線圈產生的極向磁場控制等離子體截面形狀和位置平衡;環向場線圈產生的環向磁場保證等離子體的宏觀整體穩定性;環向磁場與等離子體電流產生的極向磁場一起構成磁力線旋轉變換的和磁面結構嵌套的磁場位形來約束等離子體。同時,等離子體電流還對自身進行歐姆加熱。等離子體的截面形狀可以是圓形,也可以與偏濾器(位於真空室內部的邊緣區域,通過產生磁分界面將約束區與邊緣區隔離開來,具有排熱、控制雜質和排除氦灰等功能的特殊部件)位形結合設計成D形。在托卡馬克裝置上,已可通過大功率中性束注入加熱和微波加熱使等離子體達到和超過氘一氚有效燃燒所需的溫度(>10K),最高已達4.4×10K。加大裝置尺寸,約束時間大致按尺寸的平方增大。此外,還可通過提高環向磁場、優化約束位形和運行模式來提高
能量約束時間。實驗結果表明,托卡馬克裝置已基本滿足建立核聚變反應堆的要求。

8. 托卡馬克裝置

應該是可以選的,它既然知道了托克馬克裝置,就應該是考你關於核聚變的方程式,所以選這個應該是沒有問題的

9. 托卡馬克裝置有哪些應用

是用來進行可控核聚變反應的裝置,因為核聚變反應發生時溫度極高,任何材料都根本無法作為反應發生的容器,因此只能採用磁場約束的方法,通過控制磁場大小,方向等參數將反應物約束在一定的空間范圍之內,合肥的科學島就有這種裝置。

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