螺旋核聚變實驗裝置

Ⅰ 如何實現核聚變

可行性較大的可控核聚變反應裝置是托卡馬克裝置。
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(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、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。
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。
我國也有兩座核聚變實驗裝置。

當四個氫原子在高溫下靠得很近時，四個質子會撞到一起時，其中兩個會發生衰變，釋放出兩個反中微子和正電子，變成中子。這兩個正電子會與原子核外電子相互湮滅，形成兩個光子；剩下的一共有兩個中子、兩個質子和兩個電子，恰好形成一個氦原子。絕大多數恆星都是通過質子的衰變而發出光芒，這在日常生活中用途也很大

Ⅱ 中科院的全超導的「人造太陽」——托克馬克核聚變試驗裝置的調試運行成功，使我國在該領域的研究處於世界

可控核聚變俗稱人造太陽，因為太陽的原理就是核聚變反應。（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）人們認識熱核聚變是從氫彈爆炸開始的。科學家們希望發明一種裝置，可以有效控制「氫彈爆炸」的過程，讓能量持續穩定的輸出。科學家們把這類裝置比喻為「人造太陽」。
為實現磁力約束，需要一個能產生足夠強的環形磁場的裝置，這種裝置就被稱作「托克馬克裝置」——TOKAMAK，也就是俄語中是由「環形」、「真空」、「磁」、「線圈」的字頭組成的縮寫。早在1954年，在原蘇聯庫爾恰托夫原子能研究所就建成了世界上第一個托卡馬克裝置。貌似很順利吧？其實不然，要想能夠投入實際使用，必須使得輸入裝置的能量遠遠小於輸出的能量才行，我們稱作能量增益因子——Q值。當時的托卡馬克裝置是個很不穩定的東西，搞了十幾年，也沒有得到能量輸出，直到1970年，前蘇聯才在改進了很多次的托卡馬克裝置上第一次獲得了實際的能量輸出，不過要用當時最高級設備才能測出來，Q值大約是10億分之一。別小看這個十億分之一，這使得全世界看到了希望，於是全世界都在這種激勵下大幹快上，紛紛建設起自己的大型托卡馬克裝置，歐洲建設了聯合環-JET,蘇聯建設了T20（後來縮水成了T15，線圈小了，但是上了超導），日本的JT-60和美國的TFTR（托卡馬克聚變實驗反應器的縮寫）。這些托卡馬克裝置一次次把能量增益因子（Q）值的紀錄刷新，1991年歐洲的聯合環實現了核聚變史上第一次氘－氚運行實驗，使用6：1的氘氚混合燃料，受控核聚變反應持續了2秒鍾，獲得了0.17萬千瓦輸出功率，Q值達0.12。1993年，美國在TFTR上使用氘、氚1：1的燃料，兩次實驗釋放的聚變能分別為0.3萬千瓦和0.56萬千瓦，Q值達到了0.28。1997年9月，聯合歐洲環創1.29萬千瓦的世界紀錄，Q值達0.60，持續了2秒。僅過了39天，輸出功率又提高到1.61萬千瓦， Q值達到0.65。三個月以後，日本的JT－60上成功進行了氘－氘反應實驗，換算到氘－氚反應，Q值可以達到1。後來，Q值又超過了1.25。這是第一次Q值大於1，盡管氘-氘反應是不能實用的（這個後面再說），但是托卡馬克理論上可以真正產生能量了。在這個大環境下，中國也不例外，在70年代就建設了數個實驗托卡馬克裝置——環流一號（HL-1）和CT-6，後來又建設了HT-6,HT-6B，以及改建了HL1M，新建了環流2號。有種說法，說中國的托卡馬克裝置研究是從俄羅斯贈送設備開始的，這是不對的，HT6/HL1的建設都早於俄羅斯贈送的HT-7系統。HT-7以前，中國的幾個設備都是普通的托卡馬克裝置，而俄羅斯贈送的HT-7則是中國第一個「超脫卡馬克」裝置。什麼是「超脫卡馬克裝置」呢？回過頭來說，托卡馬克裝置的核心就是磁場，要產生磁場就要用線圈，就要通電，有線圈就有導線，有導線就有電阻。托卡馬克裝置越接近實用就要越強的磁場，就要給導線通過越大的電流，這個時候，導線里的電阻就出現了，電阻使得線圈的效率降低，同時限制通過大的電流，不能產生足夠的磁場。托卡馬克貌似走到了盡頭。幸好，超導技術的發展使得托卡馬克峰迴路轉，只要把線圈做成超導體，理論上就可以解決大電流和損耗的問題，於是，使用超導線圈的托卡馬克裝置就誕生了，這就是超脫卡馬克。目前為止，世界上有4個國家有各自的大型超脫卡馬克裝置，法國的Tore－Supra，俄羅斯的T-15，日本的JT-60U，和中國的EAST。除了EAST以外，其他四個大概都只能叫「准超托卡馬克」，它們的水平線圈是超導的，垂直線圈則是常規的，因此還是會受到電阻的困擾。此外他們三個的線圈截面都是圓形的，而為了增加反應體的容積，EAST則第一次嘗試做成了非原型截面。此外，在建的還有德國的螺旋石-7，規模比EAST大，但是技術水平差不多。

Ⅲ 熱核聚變，托卡馬克裝置

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版的內部會產生巨權大的螺旋型磁場，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。

Ⅳ 我國第一代受控核聚變研究裝置

「托卡馬克」環
在北京
中科院等離子體所在引進、消化、吸收的基礎上，開展自主創新，1994年建成我國第一個超導托卡馬克HT-7。投入運行10年來，HT-7實驗成果已進入世界前列，與Tore-supra共同成為全面開放的、能開展長脈沖高參數等離子體運行的兩大國際合作平台。HT-7裝置可以探索長脈沖和接近穩態下的等離子體運行，最長等離子體放電已達240秒。
托卡馬克(Tokamak)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toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、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。
托卡馬克的中央是一個環形的真空室，外面纏繞著兒所線圈。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。
相比其他方式的受控核聚變，托卡馬克擁有不少優勢。1968年8月在蘇聯新西伯利亞召開的第三屆等離子體物理和受控核聚變研究國際會議上，阿齊莫維齊宣布在蘇聯的T-3托卡馬克上實現了電子溫度 1 keV，質子溫度 0.5 keV，nτ=10的18次方m-3.s，這是受控核聚變研究的重大突破，在國際上掀起了一股托卡馬克的熱潮，各國相繼建造或改建了一批大型托卡馬克裝置。其中比較著名的有：美國普林斯頓大學由仿星器-C改建成的 ST Tokamak，美國橡樹嶺國家實驗室的奧爾馬克(Ormark)，法國馮克奈-奧-羅茲研究所的 TFR Tokamak，英國卡拉姆實驗室的克利奧(Cleo)，西德馬克斯-普朗克研究所的 Pulsator Tokamak。
托卡馬克裝置:
20世紀70年代後期到80年代中期，世界各國陸續建成了四個大型的托卡馬克，他們分別是：
美國的 TFTR (Tokamak Fusion Test Reactor)
日本的 JT-60
歐洲的 JET (Joint European Torus)
蘇聯的 T-15
受控熱核聚變研究的一次重大突破是將超導技術成功地應用於產生托卡馬克強磁場的線圈上，建成超導托卡馬克，使得磁約束位形的連續穩態運行成為現實。超導托卡馬克是公認的探索、解決未來穩態聚變反應堆工程及物理問題的最有效的途徑。1988年，法國建成世界上第三個超導托卡馬克Tore-supra。

Ⅳ 尼古拉特斯拉曾提出過雷塔設想，能否通過托卡馬克裝備來實現呢

TFR托卡馬克裝置

是受控核聚變研究的主要實驗裝置。托卡馬克裝置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 。

自上世紀50年代托卡馬克在前蘇聯的Kurchatov研究所誕生以來，經過近50年的不斷發展，托卡馬克聚變裝置上獲得了聚變功率輸出，使用磁約束的方式獲得聚變能源輸出的科學可行性得到了證實。托卡馬克裝置聚變功率的獲得，激發了全世界合作開展更大裝置規模的托卡馬克合作建造和實驗的勇氣，並因此促進了國際熱核聚變實驗堆（ITER）的建造。

到了上世紀80年代，托卡馬克實驗研究取得了較大突破。1982年，在德國ASDEX裝置上首次發現高約束放電模式。1984年，歐洲JET裝置上等離子體電流達到3.7MA，並能夠維持數秒。1986年，美國普林斯頓的TFTR利用16MW大功率氘中性束注入，獲得了中心離子溫度2億度的等離子體，同時產生了10kW的聚變功率，其中子產額達1016cm-3s-1。

進入1990年代，國際受控核聚變研究取得了突破性的進展。這些顯著進展，使得人們開始嘗試獲取D—T聚變能。1997年，JET利用25MW輔助加熱手段，獲得了聚變功率16.1MW，即聚變能21.7MJ的世界最高紀錄。

雷塔設想能否通過托卡馬克裝備來實現呢這個問題暫時沒有準確答案，從字面意思來看， 有可能 通過托卡馬克裝備來實現！

{感謝關注}

托克馬特是搞超高溫粒子磁懸浮的，與引雷塔都有用電不要成本的夢，都是做夢，關系好親密啊！

不能實現因為尼古拉特斯拉是個幻想家就和寸是這個問題的人一樣幻想別人都尷尬了自己得分得錢一樣其實自己什麼也不懂

Ⅵ 激光核聚變

簡單地說，激光核聚變就是利用激光照射核燃料使之發生核聚變反應。它是模擬核爆炸物理效應的有力手段。

由於激光核聚變與氫彈的爆炸在許多方面非常相似，所以，20世紀60年代，當激光器問世以後，科學家就開始致力於利用高功率激光使聚變燃料發生聚變反應，來研究核武器的某些重要物理問題。

我們知道，氘、氚等較輕元素的原子核相遇時，聚合為較重的原子核，並釋放出巨大能量的過程稱為核聚變。人工控制的持續聚變反應可分為磁約束核聚變和慣性約束核聚變兩大類。後者又可分為激光核聚變、粒子束核聚變和電流脈沖核聚變3類。

激光核聚變主要有3種用途：一是可為人類找到一種用不完的清潔能源，二是可以研製真正的「干凈」核武器，三是可以部分代替核試驗。因此，激光核聚變在民用和軍事上都具有十分重大的意義。

發展「干凈」核武器的關鍵

激光核聚變在軍事上的重要用途之一是發展新型核武器，特別是研製新型氫彈。因為通過高能激光代替原子彈作為氫彈點火裝置實現的核聚變反應，可以產生與氫彈爆炸同樣的等離子體條件，為核武器設計提供物理學數據、檢驗有關計算程序，進而製造出新型核武器，成為戰爭新的「殺手」。

眾所周知，早在20世紀50年代，氫彈就已研製成功並裝備部隊。但氫彈均是以原子彈作為點火裝置的。原子彈爆炸會產生大量的放射性物質，所以這類氫彈被稱為「不幹凈的氫彈」。

採用激光作為點火源後，高能激光直接促使氘氚發生熱核聚變反應。這樣，氫彈爆炸後，就不產生放射性裂變產物，所以，人們稱利用激光核聚變方法製造的氫彈為「干凈的氫彈」。傳統的氫彈屬於第二代核武器，而「干凈的氫彈」則屬於第四代核武器。它的發展不受《全面禁止核試驗條約》的限制。由於不會產生剩餘核輻射，因此，它可以作為「常規武器」使用。

一旦激光核聚變技術成熟，製造干凈氫彈的成本將是比較低的。這是因為不僅核聚變的燃料氘幾乎取之不盡，而且，激光核聚變還能使熱核聚變反應變得更加容易。通過激光核聚變，可以在實驗室內模擬核武器爆炸的物理過程及爆炸效應，模擬核武器的輻射物理、內爆動力學等，為研究核武器物理規律提供依據，這樣就可以在不進行核試驗的條件下，繼續擁有安全可靠的核武器，改造現有核彈頭，並保持核武器的研究和發展能力。此外，激光核聚變還具有可多次重復、便於測試、節省費用等優點。

世界各國取得的新進展

就模擬核試驗技術總體而言，美國仍居世界領先地位。美國不僅擁有世界上最大的「諾瓦」激光器、世界上功率最大的 X射線模擬器，而且，早在1998年，美國能源部就開始在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室啟動「國家點火裝置工程」。這項軍民兩用的高能激光核聚變研究工程計劃於2003年投入運行，總投資為22億美元。其中的20台激光發生器是研究工作的大型關鍵設備。法國激光核聚變研究以軍事化為主要目標。為確保法國 T N－75和 T N－81核彈頭能始終處於良好狀態，早在1996年，法國原子能委員會就與美國合作實施一項龐大的模擬計劃——— 「兆焦激光計劃」，即高能激光計劃，預計2010年前完成，經費預算達17億美元。其主要設施———240台激光發生器建造在紀龍德省。這些激光發生器可在20納秒內產生1.8兆焦能量，產生240束激光，集中射向一個含有少量氘、氚的直徑為毫米的目標，從而實現激光核聚變。

早在20世紀70年代，日本就投入了大量財力、人力和物力進行激光核聚變研究。1998年，日本研製成功了核聚變反應堆上部螺旋線圈裝置（ L H D）和高達 15米的復雜真空頭，標志著日本已突破建造大型核聚變實驗反應堆的技術難點。

我國著名物理學家王淦昌院士1964年就提出了激光核聚變的初步理論，從而使我國在這一領域的科研工作走在當時世界各國的前列。1974年，我國採用一路激光碟機動聚氘乙烯靶發生核反應，並觀察到氘氘反應產生的中子。此外，著名理論物理學家於敏院士在20世紀70年代中期就提出了激光通過入射口、打進重金屬外殼包圍的空腔、以 X光輻射驅動方式實現激光核聚變的概念。1986年，我國激光核聚變實驗裝置「神光」研製成功，聶榮臻元帥還專門寫信祝賀。