Ⅰ 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))。
Ⅱ 什麼是ITER計劃
ITER是國際熱核聚變實驗堆的簡稱。
「國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃」是目前全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一,建造約需10年,耗資50億美元(1998年值)。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」。2003年1月,國務院批准我國參加ITER計劃談判,2006年5月,經國務院批准,中國ITER談判聯合小組代表我國政府與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同草簽了ITER計劃協定。這七方包括了全世界主要的核國家和主要的亞洲國家,覆蓋的人口接近全球一半。我國參加ITER計劃是基於能源長遠的基本需求。2013年1月5日中科院合肥物質研究院宣布,「人造太陽」實驗裝置輔助加熱工程的中性束注入系統在綜合測試平台上成功實現100秒長脈沖氫中性束引出。
國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃,簡稱「(ITER)計劃」,(ITER:International Thermonuclear Experimental Reactor),ITER計劃倡議於1985年,並於1988年開始實驗堆的研究設計工作。經過十三年努力,耗資十五億美元,在集成世界聚變研究主要成果基礎上,ITER工程設計於2001年完成。此後經過五年談判,ITER計劃七方2006年正式簽署聯合實施協定,啟動實施ITER計劃。ITER計劃將歷時35年,其中建造階段10年、運行和開發利用階段20年、去活化階段5年。中國政府堅定支持中國參與ITER計劃,胡錦濤多次就此做出重要指示。經過深入調研和充分論證,中國政府於2003年1月決定正式參加ITER計劃談判。此
ITER計劃(地點:法國卡達拉舍)
後,中國還積極推動談判進程,為盡早啟動實施ITER計劃進行不懈努力,這期間,中國先後承辦了ITER第九次和第十一次政府間談判會議。ITER計劃是目前世界上僅次於國際空間站的又一個國際大科學工程計劃。該計劃將集成當今國際上受控磁約束核聚變的主要科學和技術成果,首次建造可實現大規模聚變反應的聚變實驗堆,將研究解決大量技術難題,是人類受控核聚變研究走向實用的關鍵一步,因此備受各國政府與科技界的高度重視和支持。
Ⅲ 中國是哪一年加入國際熱核實驗反應堆的
中國應該是2003年加入該計劃,2003參與國際協商、2006共簽協定,加入國際熱核實驗反應堆的。
Ⅳ 核聚變可以人為控制嗎
人類對核能的利用已經相當普遍了!核電站已經為人類的能源供應做出了巨大的貢獻,原子彈則戰略上抵禦了第三次世界大戰。這兩者都對人類做出了不可磨滅的貢獻,它們都屬於核裂變。核裂變通俗地講是鈾和鈈的原子核分裂成兩個或多個質量較小的原子的一種核反應,在這個過程中釋放巨大的能量!但還有一種核反應卻不能被真正有效的利用起來,原因在於它的不可控,這就是核聚變!
被譽為'人造太陽'核聚變反應堆的wendelstein
相信隨著人類加大對可控核聚變的投入,人類終究從「石油文明」走向「核能文明」!
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Ⅳ 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。
Ⅵ 國際熱核聚變實驗堆計劃的國際熱核聚變實驗堆花落法國
國際熱核聚變實驗堆計劃參與各方2005年6月28日在莫斯科作出決定,世界第一個熱核聚變實驗堆將在法國建造。 據路透社2005年6月29日報道,國際熱核實驗聚變堆計劃最早於1985年提出,其最早參與國有歐盟15個成員國以及加拿大、俄羅斯和日本。美國於1998年宣布退出該計劃之後,於2003年2月18日重新加入這項大型國際計劃,中國也於同一天正式加入該項計劃。2001年,反應堆設計以及一些關鍵原型的製造完成之後,各方就開始為了如何實施該計劃而進行多次磋商。其中,反應堆建在何處尤其引人注目。最初,歐盟的西班牙、法國以及日本和加拿大都提出了申請。
2003年2月19日,國際熱核聚變實驗堆計劃參與各方在俄羅斯聖彼得堡作出決定,將於2013年前建成世界上第一個熱核反應堆,地點將在西班牙、法國、加拿大和日本4處候選地址中選擇。經過多輪較量,西班牙和加拿大退出,日本提出的在青森縣六所村和法國提出的在南部馬賽附近的卡達拉舍建造這個熱核反應堆的方案脫穎而出,成為最終入圍的兩個候選地址,這兩個候選地址各有特色,分別得到國際熱核聚變實驗堆計劃不同參與方的支持。
日本提出的理由是,其修建地點靠近港口,並離一個美國軍事基地很近。日本政府並且表示願意承擔國際熱核聚變實驗堆計劃30%的費用。法國政府則強調,卡達拉舍有著現成的研究設施,那裡的氣候條件更好。在這場引人注目的爭論之中,美國、日本和韓國主張在日本六所村修建,而歐盟、俄羅斯和中國支持在法國修建。2004年1月29日,中國外交部發言人章啟月在例行的記者招待會上表示,中國支持法國建設國際熱核聚變堆項目。 美國總統布希在成功連任後出於政治考慮改變了立場。他認為,如果無法贏得歐洲的支持,美國將更加難以從伊拉克泥潭中脫身,因此在反應堆選址問題上採取中立態度,這使日本一下失去了重要的政治砝碼。
此後,法國政府堅持宣稱,法國核能研究實力雄厚,管理水平高,選擇法國是歐盟各國科技部長經過綜合考慮的結果。2004年1月12日,法國總理拉法蘭在全國及外國記者聯誼會上表示,歐洲人有可能單獨實施國際熱核聚變實驗堆計劃,盡管與美國握手言和的機會始終存在。法國聲言單乾的底氣一是來自整個歐盟的支持,二是因為法國的核能技術研究在世界上享有盛譽,法國全國發電量的75%來自核電,競爭力強大。2005年3月,歐盟再次聲明,歐盟已決定無論與日本的談判是否成功,今年年底都將在法國開工建設國際熱核聚變實驗堆。 在此之後,圍繞選址的爭執日益開始朝著對法國有利的方向發展。日本政府的態度也從毫無商量的可能轉變為一切好商量,出現了明顯松動。2005年5月2日,歐盟輪值主席國盧森堡的經濟、外貿大臣讓諾·克雷克在巴黎說,日本已同意與歐盟就國際熱核聚變實驗堆建在歐洲的可能性進行討論,而這種討論此前一直被日本拒絕。6月22日,日本《每日新聞》報道稱,日本已通知歐盟,將放棄此前與法國就國際熱核聚變實驗堆項目的選址之爭,這一決定將在28日於莫斯科召開的有該項目參與的六方會談上正式宣布。報道稱日本政府是在得到了豐厚的「交換條件」許諾之下才作出這一「讓步」的。日本「放棄」競爭的交換條件是,建在法國卡達拉舍的國際熱核聚變實驗堆項目總部中將有高達20%的工作崗位提供給日方,此外,日本的原料供應商也將分得該項目的一大杯羹:在整個項目中,日方投資約佔10%。據悉,歐盟為了搶得國際熱核聚變;實驗堆對日本作出了巨大讓步:歐盟承擔46億歐元總建設費用中的40%。其餘的60%分別由法國、美國、日本、韓國、俄羅斯和中國各分攤10%。這樣一來,歐盟等於是承擔了總建設費用的一半。
Ⅶ 什麼是國際熱核聚變實驗堆計劃意義是什麼
核聚變爐實驗用包模塊是指核聚變實驗中圍繞核反應堆外部的保護膜。該膜具有持續冷卻核聚變路和防止放射性泄漏的作用。我國主要使用氦冷固體材料作為包層模塊。目前世界上最大的核聚變路實驗是ITER,即國際熱核聚變實驗路項目。國際熱核聚變實驗堆(ITER)項目是目前世界上規模最大、影響力最大的國際科研合作項目之一,建設約10年、50億美元(1998年價值)。Tor裝置是可以引起大規模核聚變反應的超導扭矩標記,通常被稱為「人工太陽」。
要開始融合反應,首先需要足夠的能量來克服燃料這種帶正電荷的原子核之間的庫倫斥力。這個過程也稱為「點火」。如果反應要繼續進行,融合反應的速度必須足夠高,才能保持溫度高於點火溫度。這里的反應率與核反應截面,即入射粒子和靶核之間發生反應的概率成正比。與氘融合相比,在無中子反應中用作燃料的原子核通常原子序數更高。也就是說,由於攜帶的電荷更多,它們之間的庫隆斥力也更強,兩個原子核很難接近,相應的點火溫度更高。下面列舉了幾種沒有中子的聚變反應的點火溫度,可以看出,點火溫度比氘聚變高好幾倍,反應截面小得多。
Ⅷ 國際熱核聚變實驗堆計劃的簡要概況
國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃 ,簡稱「(ITER)計劃」 ,(ITER:International Thermonuclear Experimental Reactor),ITER計劃 倡議於1985年,並於1988年開始實驗堆的研究設計工作。經過十三年努力,耗資十五億美元,在集成世界聚變研究主要成果基礎上,ITER工程設計於2001年完成。此後經過五年談判,ITER計劃 七方2006年正式簽署聯合實施協定,啟動實施ITER計劃。ITER計劃將歷時35年,其中建造階段10年、運行和開發利用階段20年、去活化階段5年。中國政府堅定支持中國參與ITER計劃,胡錦濤多次就此做出重要指示。經過深入調研和充分論證,中國政府於2003年1月決定正式參加ITER計劃談判。此後,中國還積極推動談判進程,為盡早啟動實施ITER計劃進行不懈努力,這期間,中國先後承辦了ITER第九次和第十一次政府間談判會議。ITER計劃是目前世界上僅次於國際空間站的又一個國際大科學工程計劃。該計劃將集成當今國際上受控磁約束核聚變的主要科學和技術成果,首次建造可實現大規模聚變反應的聚變實驗堆,將研究解決大量技術難題,是人類受控核聚變研究走向實用的關鍵一步,因此備受各國政府與科技界的高度重視和支持。
核聚變研究是當今世界科技界為解決人類未來能源問題而開展的重大國際合作計劃。與不可再生能源和常規清潔能源不同,聚變能具有資源無限,不污染環境,不產生高放射性核廢料等優點,是人類未來能源的主導形式之一,也是目前認識到的可以最終解決人類社會能源問題和環境問題、推動人類社會可持續發展的重要途徑之一。ITER計劃是實現聚變能商業化必不可少的一步,其目標是驗證和平利用聚變能的科學和技術可行性。ITER計劃集成了當今國際受控磁約束核聚變研究的主要科學和技術成果,擁有可靠的科學依據並具備堅實的技術基礎。國際上對ITER計劃的主流看法是:建造和運行ITER的科學和工程技術基礎已經具備,成功的把握較大,經過示範堆、原型堆核電站階段,可在本世紀中葉實現聚變能商業化。ITER計劃是我國改革開放以來有機會參加的最大的多邊國際大科學工程合作項目。參加ITER計劃有利於大幅度提升我國在科學技術領域參加國際合作的層次;有利於推動我國聚變能研究開發,加快我國聚變能開發進程;有利於我國學習掌握大型國際科學工程項目的建設、管理、運行和維修經驗;有利於提高我國超導技術、稀有金屬材料技術、高電壓技術等眾多領域的研究開發能力;有利於鍛煉和造就一批高水平、高素質的科研人員、工程技術人員和管理人員,為我國聚變事業的發展打下堅實人才基礎。2003年1月國務院批准我國參加ITER計劃談判,經過三年談判,2006年5月24日,經國務院批准,中國ITER談判聯合小組代表我國政府與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同草簽了ITER計劃協定,標志著ITER計劃進入全面實施的准備階段。(霍裕平院士ITER計劃中國專家委員會首席科學家、鄭州大學教授,潘傳紅研究員 中國核工業集團公司西南物理研究院院長,李建剛研究員 中國科學院等離子體物理研究所所長)
2006年5月24日,國家科學技術部代表我國政府與其他六方一起,在比利時首都布魯塞爾草簽了《國際熱核聚變實驗堆(International Thermonuclear Experimental Reactor)聯合實施協定》。這標志著ITER計劃實質上進入了正式執行階段,即將開始工程建設,也標志著我國實質上參加了ITER計劃。
Ⅸ 可控核聚變還需多少年
可控核聚變還需20年。因為一般核聚變由氘、氚離子聚合成氦,聚合中損失的質量轉化為超強能量,這和太陽發光發熱原理相同,所以可控核聚變研究裝置又被稱為「人造太陽」。
我國新一代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」(HL—2M)在成都正式建成放電,標志我國正式跨入全球可控核聚變研究前列,HL—2M將進一步加快人類探索未來能源的步伐。
發展趨勢:
可控核聚變需要超高溫、超高密度等條件,多採用先進托卡馬克裝置,通過超強磁場將1億攝氏度的等離子體約束在真空室內,達到反應條件。
全球在共同探索其實現方法,建造模擬實驗平台。HL—2M是我國自主知識產權、規模最大、參數最高的「人造太陽」。國際熱核聚變實驗堆計劃是當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程,我國於2006年正式簽約加入該計劃。
以上內容參考:人民網——新一代可控核聚變研究裝置建成放電(創新前沿)
Ⅹ 國際熱核聚變實驗裝置將建造於那個國家
是法國
索詞條
國際熱核聚變實驗堆計劃
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「國際熱核聚變實驗版堆(ITER)計劃」是目前權全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一,建造約需10年,耗資50億美元(1998年值)。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」。2003年1月,國務院批准我國參加ITER計劃談判,2006年5月,經國務院批准,中國ITER談判聯合小組代表我國政府與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同草簽了ITER計劃協定。