等離子體實驗裝置

⑴ 電影中的微型核聚變反應堆有可能實現嗎

看過漫威電影《鋼鐵俠》的人們，或許都嚮往擁有那樣一身所向披靡的戰甲。但是，對於驅動戰甲的微型核聚變反應堆可能並沒有過多在意。那麼這樣一個核心的角色，現實生活中有沒有人在研究呢？

其實，即使是國外較為先進的微型核聚變技術，也還是會存在諸多限制。而且現有技術也只能將核聚變設備縮小到0.3到2米，這與電影《鋼鐵俠》中手掌心大小的“方舟反應堆”還相差甚遠。微型核反應堆要想實現應用，還有很長的路要走。

⑵ 受控熱核反應的受控熱核反應實驗裝置

產生受控熱核反應的實驗裝置有兩大類： 不用特殊方法維持或約束等離子體的裝置。用激光束或電子束、離子束等照射固態氘或其他燃料製成的小球靶，在對稱激光束的輻射下，小球靶向中心爆聚。當小球靶的溫度高於一億開，密度比固體高幾千倍以上時,就會產生受控熱核反應。實質上,這種熱核反應就相當於微型氫彈爆炸，而「慣性約束」就意味著不約束。
慣性約束涉及很多等離子體動力學問題，如激波加熱問題。在爆聚過程中，如果只有單個激波，最大壓縮時的密度只能增加3倍;如果對激光束的輸出功率進行調制，使等離子體產生一系列激波，並在所要求的時間內同時收縮到中心（靶心），則可使密度增大1000倍。要達到這種效果，大約需要7個激波。這樣的時間控制,已在實驗室中實現。慣性約束中的等離子體穩定性問題也是等離子體動力學研究的問題之一。由於爆聚過程相當於輕流體驅動重流體作加速運動,會產生瑞利-泰勒不穩定性（見磁流體力學穩定性）。其後果不僅使爆聚失去對稱性，影響壓縮比，而且會產生強烈混合，降低燃燒率。這是實現激光核聚變的主要障礙之一。 用強磁場使高溫等離子體與容器器壁隔開的裝置，有托卡馬克（見磁流體靜力學）、磁鏡、仿星器和角箍縮等。托卡馬克是研究得最普遍的一種，實驗數據也和勞孫判據最接近。
學者們曾提出多種把等離子體加熱到高溫的方法。首先是歐姆加熱法，即用大電流通過等離子體，等離子體由於具有一定電阻而產生熱效應，溫度因而升高。但是溫度升到一定程度，電阻便下降，所以此法一般只能加熱到1000萬開左右。其次是磁壓縮法，即用逐漸增強的磁場來壓縮等離子體，以達到加熱的目的。目前最有效的加熱法是注入中性束，即把高能的中性粒子束（如氘粒子束）透過磁場注入等離子體，從而提高等離子體的溫度。採用這種方法,1981年美國的托卡馬克PLT裝置已能達到8000萬開的高溫。目前正在研究的是波加熱法，即把各種不同頻率的波入射到等離子體中，通過共振使等離子體加熱。
被磁場包圍(約束)的高溫等離子體的一個固有特性是磁流體力學不穩定性。經過多年研究，已提出一些有效的方法來抑制磁流體力學不穩定性的發生。例如，在等離子體中加上強縱向磁場，在強縱向磁場外面加上良導體壁，設計某些特殊的磁場位形，等等（見磁流體力學穩定性）。

⑶ 令人驚嘆的等離子體實驗：科學家在實驗室中模擬地球的磁層

科學家們近日開發了一個新的實驗平台，將大型等離子體裝置與激光器、磁偶極結合起來 ；這有望揭示關於地球抵禦太陽風的保護層的見解。

磁層在任何被磁化的物體周圍形成，例如一個星球，它被浸泡在被稱為等離子體的電離氣體流中。由於地球擁有肆返一個固有的磁場，這個星球被一個巨大的磁層所包圍，轎前這個磁層延伸到太空中，阻擋了來自太陽和恆星的致命的宇宙射線和粒子，並使生命本身得以存在。

在AIP出版社出版的《等離子體物理學》中，來自普林斯頓大學、加州大學洛杉磯分校和葡萄牙里斯本高等理工學院的科學家們報告了一種在實驗室中研究較小磁層的方法，有時只有幾毫米厚。

這些小型磁層已經在彗星周圍和月球的某些區域附近被觀察到，並被認為可以推動航天器。它們是研究較大行星大小的磁層的良好試驗台。

以前的實驗室實驗已經進行，利用等離子體風洞或高能激光來創造迷你磁層。然而，這些早期的實驗僅限於對磁場的一維測量，並沒有捕捉到科學家們需要了解的全部三維行為。

作者Derek Schaeffer說：「為了克服這些限制，我們開發了一個新的實驗平台，在加州大學洛杉磯分校的大型等離子體裝置（LAPD）上研究微型磁層。」

這個平台將LAPD的磁場與一個快速激光碟機動的等離子體和一個電流驅動的偶極子磁體相結合。

LAPD磁場提供了一個太陽系行星際磁場的模型，而激光碟機動等離子體提供了太陽風的模型，偶極子磁鐵提供了一個地球固有磁場的模型。電動探針允許通過結合數以萬計的激光射擊數據進行系統的三維掃描。

使用這種設置的一個好處是，磁場和其他參數可以被仔細改變和控制。如果偶極子磁鐵被關閉，磁層的所有跡象都會消失。當偶極子的磁場被打開時，可以檢測到一個磁層，這是磁閉雹清層形成的關鍵證據。

磁層頂是磁層中來自行星磁場的壓力與太陽風完全平衡的地方。實驗顯示，隨著偶極磁場的增加，磁層頂會變得更大更強。

對磁層頂的影響是通過計算機模擬來預測的，研究人員進行模擬是為了更全面地理解和驗證他們的實驗結果。這些模擬也將指導未來的實驗，包括利用最近安裝在LAPD上的陰極的研究。

Schaeffer說：「新的陰極將使等離子體流動更快，這反過來將使我們能夠研究在許多行星周圍觀察到的『弓形沖擊』。」

其他實驗將研究磁重聯，這是地球磁層的一個重要過程，其中磁場湮滅釋放出巨大的能量。

⑷ 人造小太陽的高溫等離子體如何實現放電

EAST」的主要部件就是16個超導線圈組成的環形，電離後悔緩產生的帶電粒子會因為磁場的影響在環形磁場內做螺旋運動，產生電流。

理想狀態下，帶電粒子由於磁場的約束只在磁場內部運動，不會產生損失，但是由於各種原因（磁場不夠強，或者粒子速度過快，或者磁場強度不均勻等等）帶電粒子會不可避免的逃逸出磁場的約束，最終導致電流的泯滅。

這就是「電流200千纖此安，時間3秒」的解釋。毀前迅

⑸ 人造小太陽的我國「人造太陽」實驗裝置

繼去年9月首次成功放電後，我國「人造太陽」實驗裝置——位於合肥的全超導非圓截面核聚變實驗裝置（EAST）14日23時01分至15日1時連續放電四次，單次時間長約50毫秒，從而標志著第二輪物理實驗的開始。專家認為，全超導核聚變裝置再次成功放電，標志著我國在全超導核聚變實驗裝置領域進一步站在了世界前沿。「雖然稍縱即逝，但是放電的可重復性，表明我們的裝置在工程上是非常可靠的。」中國科學院等離子體物理研究所副所長武松濤介紹，這輪實驗是從去年12月開始對裝置進行調試的，實驗計劃將進行到今年2月10日左右。 「這輪實驗的主要目標不是追求放電時間的長短，而是旨在去年獲得圓形截面等離子體的基礎上獲得非圓截面等離子體，這具有重要意義。」武松濤說，隨著進一步調試和各系統的磨合，「人造太陽」有可能綻放出更為璀璨的光芒。
根據設計，EAST產生等離子體最長時間可達1000秒，溫度將超過1億攝氏度。「我們將通過一次次調試和實驗，獲得時間更長、溫度更高、參數更好的等離子體。」武松濤說。2006年9月28日中國科學院等離子體所的「人造太陽」實驗裝置首次建成並投入運行，在第一輪實驗中，獲得了電流超過500千安、時間近5秒的高溫等離子體。
這個由我國自行設計、自行研製的「人造太陽」實驗裝置是世界上第一個同時具有全超導磁體和主動冷卻結構的托卡馬克。它的建成，使我國邁入磁約束核聚變領域先進國家行列。穩態運行的核聚變堆產生能量的方式和太陽相同，都是在超高溫條件下氫（或氫的同位素）的原子核聚變產生巨大能量，因此相關的研究被比作「人造太陽」。

⑹ 今年年初，中科院等離子體研究所建成了世界上第一個全超導核聚變實驗裝置，由於其模擬太陽產生能量的方式

人造小太陽搏李蔽是利用核聚變反應產生核能的，其反應要在超高溫、超高壓的條件下進行，由兩個較小的氫原子核結合成基州較重的氦原子核，同時放出能量，在反應過程擾念中生成物為水，故對環境污染小；同時原材料也極易找到；
故答案為：高溫，原料來源豐富（或對環境污染小）等．

⑺ 中國「人造太陽」實現千秒級等離子體運行，這意味著什麼

在2021年的最後一天，中科院合肥物質科學研究院傳來消息，在30日的晚上，該院等離子體物理研究所有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置，實現了1056秒的長脈沖高參數等離子體運行。這也是目前世界上托卡馬克裝置高溫等離子體運轉的最長時間，所以是一項破世界紀錄的成果。這種研究意味著中國科技的進步，可能會讓中國擁有取之不竭、用之不盡的終極能源，並且還能實現無污染排放。

總結

人造太陽確實是一個非常偉大的研究，這個研究能夠讓地球上的能源變得更加多，能夠滿足人類的需求。

⑻ 等離子體發生器有什麼作用

等離子發生器同時產生的正離子與負離子在空氣中進行正負電荷中和的瞬間產生巨大的能量釋放，從而導致其周圍細菌結構的改變或能量的鍵喚轉換，從而致使細菌死亡，實現其殺菌的作用。由於負離子的數量鋒亮則大於正離子的數量，因此多餘的負離子仍然飄浮在銀棚空氣中，可以達到消煙、除塵、消除異味、改善空氣的品質，以促進人體健康的保健作用。

⑼ 世界上首個全超導托卡馬克核聚變裝置是什麼

世界上首個全超導托卡馬克核聚變裝置是EAST。

全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST），有「人造太陽」之稱。其運行原理就是在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。

2006年9月28日，世界上首個全超導非圓截面升吵托卡馬克核聚變實驗裝置首輪物理放電實驗取得成功，標志著中國站在了世界核聚變研究的前端。2016年2月，中國EAST物理實驗獲重大突破，實現在國際上電子溫度達到5000萬度持續時間最長的等離子體放電。2018年11月12日，從中科院合肥物質科學研究院獲悉，EAST實現1億攝氏度等離子體運行等多項重大突破。

基本原理

核能是能源家族的新成員，包括裂變能和聚變能兩種主要形式。裂變能是重金屬元素的核子通過裂變而釋放的巨大能量，受控核裂變技術的發展已使裂變能的應用實現了商用化，如核（裂變）電站。

裂變需要的鈾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放射性較強的核廢料，這些因素限制了裂變能的發展。聚變能是兩個慎孝較輕的原子核聚合為一個較重的原子核並釋放出的能量，目前開展的受控核聚變研究正是致力於實現聚變能的和平利用。其實，寬笑稿人類已經實現了氘氚核聚變—氫彈爆炸，但那是不可控制的瞬間能量釋放，人類更需要受控核聚變。

以上內容參考：網路—全超導托卡馬克核聚變實驗裝置

⑽ 怎麼做等離子體發生器

等離子體發生器（plasma generator）用人工方法獲得等離子體的裝置。等離子體由自然產生的稱為自然等離子體（如北極光和閃電），由人工產生的稱為實驗室等離子體。實驗室等離子體是在有限容積的等離子體發生器中產生的。
等離子體發生器的放電原理：利用外臘兆加電場或高頻感應電場使氣體導電，稱為氣體放電。氣體放電是產生等離子體的重要手段之一。被外加電場加速旅局鍵的部分電離氣體中的電子與中性分子碰撞，把從電場得到的能量傳給氣體。電子與中性分子的彈性碰撞導致分拆巧子動能增加，表現為溫度升高；而非彈性碰撞則導致激發（分子或原子中的電子由低能級躍遷到高能級）、離解（分子分解為原子）或電離（分子或原子的外層電子由束縛態變為自由電子）。高溫氣體通過傳導、對流和輻射把能量傳給周圍環境，在定常條件下，給定容積中的輸入能量和損失能量相等。電子和重粒子（離子、分子和原子）間能量傳遞的速率與碰撞頻率(單位時間內碰撞的次數)成正比。在稠密氣體中，碰撞頻繁，兩類粒子的平均動能(即溫度)很容易達到平衡，因此電子溫度和氣體溫度大致相等,這是氣壓在一個大氣壓以上時的通常情況,一般稱為熱等離子體或平衡等離子體。在低氣壓條件下，碰撞很少，電子從電場得到的能量不容易傳給重粒子，此時電子溫度高於氣體溫度，通常稱為冷等離子體或非平衡等離子體。兩類等離子體各有特點和用途（見等離子體的工業應用）。氣體放電分為直流放電和交流放電。
----優普萊專業從事等離子體技術研發。