在超導拖馬克實驗裝置中

⑴ 「人造太陽」是什麼它有什麼用

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3大優點，是最終解決我國乃至全人類能源問題的戰略新能源。

⑵ 國際熱核聚變實驗堆計劃的中國情況

我國核聚變能研究開始於60年代初，盡管經歷了長時間非常困難的環境，但始終能堅持穩定、逐步的發展，建成了兩個在發展中國家最大的、理工結合的大型現代化專業研究所，即中國核工業集團公司所屬的西南物理研究院（SWIP）及中國科學院所屬的合肥等離子體物理研究所（ASIPP）。為了培養專業人才，還在中國科技大學、大連理工大學、華中科技大學、清華大學等高等院校中建立了核聚變及等離子體物理專業或研究室。科技部依託中國科大成立「國家磁約束聚變堆總體設計組」，中國科大核科學技術學院院長萬元熙院士擔任組長。
我國核聚變研究從一開始，即便規模很小時，就以在我國實現受控熱核聚變能為主要目標。從上世紀70年代開始，集中選擇了托克馬克為主要研究途徑，先後建成並運行了小型CT-6（中科院物理所）、KT-5（中國科技大學）、HT-6B（ASIPP）、HL-1（SWIP）、HT-6M（ASIPP）及中型HL-1M（SWIP）。SWIP建成的HL-2A經過進一步升級，有可能進入當前國際上正在運行的少數幾個中型托克馬克之列。在這些裝置的成功研製過程中，組建並鍛煉了一批聚變工程隊伍。我國科學家在這些常規托克馬克裝置上開展了一系列十分有意義的研究工作。
自1991年，我國開展了超導托克馬克發展計劃（ASIPP），探索解決托克馬克穩態運行問題。1994年建成並運行了世界上同類裝置中第二大的HT-7裝置，最近初步建成了首個與ITER位形相似（規模小很多）的全超導托克馬克EAST。超導托克馬克計劃無疑為我國參加ITER計劃在技術與人才方面做了進一步的准備。
聚變-裂變混合堆項目於1987年正式列入我國863計劃，目的是探索利用核聚變反應的另一類有效途徑，其中主要安排了一些與未來核聚變堆有關技術的研發。2000年由於諸多原因，聚變-裂變混合堆項目被中止，但核聚變堆概念設計以及堆材料和某些特殊堆技術的研究仍在兩個專業院所繼續進行。
盡管就規模和水平來說，我國核聚變能的研究和美、歐、日等發達國家還有不小的差距，但是我們有自已的特點，也在技術和人才等方面為參加ITER計劃做了相當的准備。這使得我們有能力完成約定的ITER部件製造任務，為ITER計劃做出相應的貢獻，並有可能在合作過程中全面掌握聚變實驗堆的技術，達到我國參加ITER計劃總的目的。
我國是一個能源大國，在本世紀內每年的能耗都將是數十億噸標煤。由於條件限制，在長時間內我國能源生產都將以煤為主，所佔比例高達70%。考慮到我國社會經濟的長期可持續發展，我們必須盡快用可靠的非化石能源（如核裂變或核聚變能、太陽能、水能等）來取代大部分煤或石油的消耗。因此，必然應該在能力許可范圍內積極開展核聚變能的研究，盡可能地參加國際核聚變能的大型合作研發計劃（如ITER計劃）。我國參加ITER計劃是基於能源長遠的基本需求。
核聚變能的研發對每個大國都是必要的，但又是一個長期、大規模、高投入而且又是高風險的過程。我國核聚變研究目前距離發達國家還有很大差距，還須經過若干年的努力才能接近實驗堆建設和研究階段。如果採取單獨建造實驗堆，則又須花費上百億資金和十數年時間，我國和國際的差距會進一步擴大。因此，參加ITER計劃，參加ITER的建設和實驗，從而全面掌握ITER的知識和技術，培養一批聚變工程和科研人才，使其成為我國聚變研究的一部分。再配合國內安排必要的基礎研究、聚變反應堆材料的研究、聚變堆某些必要技術的研究等，則有可能在較短時間、用較小投資使我國核聚變能研究在整體上進入世界前沿，為我國自主地開展核聚變示範電站的研發奠定基礎。
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」）2006年成功完成首次工程調試，2007年3月通過國家驗收。我們在一些戰略高技術和產業關鍵核心技術取得重大突破，取得了一批重大原創成果，一些學科領域走到世界前列。科技創新能力大幅提升，有力支撐了中國經濟社會發展。
我們還必須看到，ITER本身就是當代各類高新技術的綜合，中國科技人員長期、全面地參加ITER的建設和研究工作，直接接觸和了解各類技術，必將有利於我國高新技術及相應產業的發展。事實上，參加ITER計劃已開始推動我國超導技術與相關產業的發展。由於ITER計劃本身的重要性，我國作為完全的夥伴全面參加ITER計劃，就成為我國參加國際科技合作走上更高層次的一個明顯的標志。這也在國際上展示了我國在科技領域堅持開放的決心。我國聚變研究的中心目標，是促使核聚變能在可能的條件下，盡早在中國實現。因此參加ITER計劃應該也只能是我國整體聚變能研發計劃中的一個重要組成部分。國家將在參加ITER計劃的同時支持與之配套或與之互補的一系列重要研究工作，如托克馬克等離子體物理的基礎研究、聚變堆第一壁等關鍵部件所需材料的開發、示範聚變堆的設計及必要技術或關鍵部件的研製等。參加ITER計劃將是我國聚變能研究的一個重大機遇。 12日從中科院合肥物質科學研究院獲悉，由中科院等離子體所研製的國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)極向場導體采購包第二階段PF5導體日前運抵法國福斯港，交付ITER現場。
國際熱核聚變實驗堆計劃，簡稱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。由中國與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國等七方共同實施。據悉，此次中方交付ITER現場中國製造任務的首件產品，也是ITER七方中首件交付ITER現場的大件產品。
PF導體采購包由中科院等離子體所負責研製。ITERPF導體是外方內圓的異型導體，其製造工藝復雜，包括焊接工藝、無損檢測技術、導體成型及收繞技術等。等離子體所的研究院先後完成鎧甲及焊縫無損檢測、導體成型及收繞型技術等研發，並完成各種接收測試。2013年4月25日導體首先經過500公里的陸路從合肥到達上海港，然後經過10000海里從上海港口到達福斯港，到達離福斯港100公里外的ITER總部，整個行程共38天。
美、法等國在20世紀80年代中期發起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。中國是參與這個計劃的七方成員之一，承擔了ITER裝置近10%的采購包。

⑶ 我國科學家經過艱苦努力，率先建成了世界上第一個全超導托克馬克試驗裝置並調試成功。這種裝置能夠承受上

，(m 1 +m 2 -m 3 -m 4 )c 2

⑷ 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置的基本原理

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，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。維系聚變的燃料是氫的同位素氘和氚，氘在地球的海水中有極其豐富的蘊藏量。經測算，l升海水所含氘產生的聚變能等同於300升汽油所釋放的能量。海水中氘的儲量可使人類使用幾十億年。特別的，聚變產生的廢料為氦氣，是清潔和安全的。因此，聚變能是一種無限的、清潔的、安全的新能源。這就是世界各國尤其是發達國家不遺餘力競相研究、開發聚變能的根本原因。
受控熱核聚變能的研究主要有兩種--慣性約束核聚變和磁約束核聚變。前者利用超高強度的激光在極短的時間內輻照氘氚靶來實現聚變，後者則利用強磁場可很好地約束帶電粒子的特性，將氘氚氣體約束在一個特殊的磁容器中並加熱至數億攝氏度高溫，實現聚變反應。
托卡馬克(Tokamak)是前蘇聯科學家於20世紀50年代發明的環形磁約束受控核聚變實驗裝置。經過近半個世紀的努力，在托卡馬克上產生聚變能的科學可行性已被證實，但相關結果都是以短脈沖形式產生的，與實際反應堆的連續運行有較大距離。超導技術成功地應用於產生托卡馬克強磁場的線圈上，是受控熱核聚變能研究的一個重大突破。超導托卡馬克使磁約束位形能連續穩態運行，是公認的探索和解決未來聚變反應堆工程及物理問題的最有效的途徑。目前建造超導裝置開展聚變研究已成為國際熱潮。
托克馬克從本質上說是一種脈沖裝置，因為等離子體電流是通過感應方式驅動的。但是，存在所謂的「先進托克馬克」運行的可能性，即它們可以利用非感應外部驅動和發生在等離子體內的自然的壓強驅動電流相結合而實現運行。它們需要仔細地調節壓強和約束使之最佳化。在理論和實驗上正在研究這種先進托克馬克，因為連續運行對聚變功率的產生是最有希望的，其相對小的尺寸導致比類ITER設計更經濟的電站。先進超導托克馬克實驗裝置是指裝置的環向磁場和極向磁場線圈都是超導材料繞制而成的，它可以大大節省供電功率，長時間維持磁體工作，並且可以得到較高的磁場。
等離子體物理研究所主要從事高溫等離子體物理、受控熱核聚變技術的研究以及相關高技術的開發研究工作，擔負著國家核聚變大科學工程的建設和研究任務,先後建成HT-6B、HT-6M等托卡馬克實驗裝置。1994年底，等離子體所成功地建成我國第一台大型超導托卡馬克裝置HT-7，使我國進入超導托卡馬克研究階段，研究成果引起了國際聚變界的廣泛關注。「九五」國家重大科學工程--大型非圓截面全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST計劃的實施，標志著我國進入國際大型聚變裝置(近堆芯參數條件)的實驗研究階段，表明中國核聚變研究在國際上已佔有重要地位。

⑸ 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前

A、化學變化是生成新物質，不是生成新原子，故錯誤．
B、質子數相同元素種類相同，氘原子和氚原子質子數相同元素也相同，故錯誤．
C、質子數相同的原子是同種元素的原子，氘原子和氚原子都是含有一個質子是氫元素，是氫元素的不同原子，故正確．
D、質子數與中子數相同，原子質量相同，氘原子和氚原中子數不同，質量一定不同，故錯誤．
故選C

⑹ 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。

⑺ 人類真的能造出太陽嗎，製造人造太陽有何目的呢

說到「人造太陽」，我們都知道是可控核聚變技術裝置，但是不清楚的朋友可能仍然會認為是人類造出了一個「小太陽」，實際上它是利用的可控核聚變技術製造出來的一團高溫等離子體，通常並非球形，而是呈環狀，其目的是為了發電用。

所以「東方超環」這樣的托卡馬克裝置所創造的溫度其實比太陽的溫度還要高，因此也難怪會被稱為「人造太陽」了。