⑴ 如果可控核聚变终于成功了,科技上会有哪些短期实现的飞跃
可控核聚变发电站;交通工具上,生活中。
可控核聚变是下阶段构想,处在研究中,还有问题在面前,提到可控核聚变还有多长时间,会回答五十年,现在来看,恐怕还得三十年左右,甚至更久的时间。
核聚变:比核裂变更具有效率地获能方式,不可控核聚变、自身引力控制的核聚变都见过,就是太阳。可控核聚变就是正在研究的。核聚变,能够想到“高温”、“等离子体”类似的词语,等离子体是物质的第四中型态,温度够高,原子中电子会脱离原子核成为不受束缚的电子,而成为离子,与不受束缚的电子共存,所带电荷相反,数量相等,故称等离子体。
可控核聚变研究成功,首先建造可控核聚变发电站,取代传统发电方式,一枝独秀。可能会应用在飞船、汽车及交通工具上,甚至应用在生活中。
⑵ 新型可控核聚变思路求验证,看是否可行,物理高手们看下吧!
1.可控核聚变的发生条件 产生可控核聚变需要的条件非常苛刻。我们的太阳就是靠核聚变反应来给太 EAST全超导非圆截面核聚变实验装置
阳系带来光和热,其中心温度达到1500万摄氏度,另外还有巨大的压力能使核聚变正常反应,而地球上没办法获得巨大的压力,只能通过提高温度来弥补,不过这样一来温度要到上亿度才行。核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受,只能靠强大的磁场来约束。此外这么高的温度,核反应点火也成为问题。不过在2010年2月6日,美国利用高能激光实现核聚变点火所需条件。中国也有“神光2”将为我国的核聚变进行点火。 2.核聚变的反应装置 目前,可行性较大的可控核聚变反应装置就是托卡马克装置。 托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字Tokamak 来源于环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。 托卡马克的中央是一个环形的真空室,外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度,以达到核聚变的目的。 我国也有两座核聚变实验装置。
⑶ 我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克”(英名称:EAST,俗称“人造太阳”).设可控热核实
A、可控热核反应装置中发生的核反应方程式是 1 2 H+ 1 3 H→ 2 4 He+ 0 1 n,故A正确; B、核反应过程中质量数守恒,但质量不守恒,核反应过程中存在质量亏损,因此m 1 +m 2 ≠m 3 +m 4 ,故B错误; C、核反应过程中的质量亏损△m=m 1 +m 2 -m 3 -m 4 ,释放的核能△E=△mc 2 =(m 1 +m 2 -m 3 -m 4 )c 2 ,故C正确; D、这种装置的核反应是核聚变,我国大亚湾核电站所使用核装置是核裂变,它们的核反应原理不相同,故D正确; 本题选不正确的,故选B; |
⑷ 如果有人发明了可控核聚变的装置,他能成富翁么
可控核聚变是一个活跃的研究领域,想要研究的话可以从了解现有的研究成果开始以少走弯路。可以试着了解“托卡马克装置”。
⑸ 全超导托卡马克核聚变实验装置的研究成果
HT-7装置1995年投入运行,经过多方面的改进和完善,装置运行的整体性能和水平有了很大的提高。13年来,物理实验不断取得重大进展和突破,获得了一系列国际先进或独具特色的成果。
在中心等离子体密度大于2.2×1019/m3条件下,最高电子温度超过5 000万度;获得可重复大于60秒(最长达到63.95秒)、中心电子温度接近500万度、中心密度大于0.8×1019/m3的非感应全波驱动的高温等离子体;成功地实现了306秒的稳态等离子体放电,等离子体电流60kA,中心电子密度0.8×1019/m3,中心电子温度约1 000万度;2008年春季,HT-7超导托卡马克物理实验再次创下新纪录:连续重复实现了长达400秒的等离子体放电,电子温度1 200万度,中心密度0.5×1019/m3。这是目前国际同类装置中时间最长的高温等离子体放电。
同时,还在HT-7上开展了石墨限制器条件下的运行模式、等离子体物理特性和波加热、波驱动高参数等离子体物理特性以及高参数、长脉冲运行模式等世界核聚变前沿课题的研究,出色完成了国家“863”计划和中科院重大课题研究任务。HT-7实验的成功使中国磁约束聚变研究进入世界先进行列,也使HT-7成为世界上(EAST建成之前的)第二个全面开放的、可进行高参数稳态条件下等离子体物理研究的公共实验平台。
EAST在2007年1-2月的第二轮等离子体放电实验中,获得了稳定、可控具有大拉长比的偏滤器位形等离子体放电,最大等离子体电流达0.5MA,在0.2MA等离子体电流下最长放电达9秒,并成功完成了磁体、低温、总控和保护、等离子体控制等多项重要工程测试和物理实验。
2016年2月,中国EAST物理实验获重大突破,成功实现电子温度超过5000万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电。这也是截至2016年2月国际托卡马克实验装置上电子温度达到5000万度持续时间最长的等离子体放电。标志着中国在稳态磁约束聚变研究方面继续走在国际前列。 发展目标:通过15年(2006-2020)的努力,使EAST成为我国磁约束聚变能研究发展战略体系中最重要的知识源头,使我国核聚变能开发技术水平进入世界先进行列。同时,积极参与国际合作,消化、吸收、掌握聚变堆关键科学与技术,锻炼队伍,培养人才,储备技术,使得我国有能力独立设计和建设(或参与国际合作)聚变能示范堆。
HT-7装置是国际上正在运行的(EAST投入正式运行之前)第二大超导托卡马克装置,配合EAST的科学目标开展高温等离子体的稳态运行技术和相关物理问题的研究,其稳态高参数等离子体物理实验结果和工程技术发展对EAST最终科学目标的实现和国际聚变研究都具有重要的直接意义。
EAST的科学研究分三个阶段实施:
第一阶段(3-5年):长脉冲实验平台的建设;第二阶段(约5年):实现其科学目标,为ITER先进运行模式奠定基础;第三阶段(约5年):长脉冲近堆芯下的实验研究。
EAST将对国内外聚变同行全面开放,结合国内外聚变的科学、技术和人才优势,开展磁约束聚变的科学和技术研究,培养国内磁约束聚变人才,为中国聚变能的发展奠定基础。
⑹ 德国的 W7-X 核聚变反应堆实现了哪些技术突破
据说那东东七扭八歪的不好造,造出来就很厉害了,德国制造真牛逼,不过,是不是完美设计还要等实验,防星器是是设计与制造的完美统一,只有这么一点比不过托克马克,剩下的全是优点。
⑺ 可控核聚变什么时候能够实现核聚变火箭什么时候能造出来
目前可以在一定程度上实现,但持续时间非常短(<1秒)
多国(包括中国)合作的ITER托卡马克可控聚变实验装置计划在2019年建成。如果顺利的话,预计在2027年实现更持久、稳定的可控聚变。
聚变火箭,也分不同原理。某种意义上说,40年前就已经可以造,原理也不是很复杂——先用传统的化学发动机把火箭送入近地轨道,然后在火箭的后面触发核爆,把核爆产生的冲击波和/或光能转化为火箭加速的动力。(下图为1967年美国做的相关装置的实验)
美国已经设计出一种小型核动力火箭发动机,称为微型核反应堆发动机,大约还要6~7年可制造出来。美国宇航局表示,它在月球探测技术方面想做的主要是加速包括核能推进在内的新推进技术的研发工作。在美国宇航局2003财年预算草案中,有4650万美元用于核推进研究;有7900万美元用于航天器核反应堆研制。自2012年起,经过1万小时运转后,中国成功在“实践9号”科学卫星上完成XIPS-20氙离子推进器的测试工作。该推进器直径只有200毫米,重140千克。
⑻ 托卡马克装置是否能实现可控核聚变
人类现在还不能利用可控核聚变的能量,美日俄共同参加的某型号托卡马克装置,似乎可以达到100秒左右的可控核聚变。
⑼ 可控核聚变是什么玩意干什么用的实现了有什么好处能让我明白最好!
两个较轻的原子核克服静电斥力结合成一个较重的原子核,并释放出巨大的能量,就叫核聚变。如果能人为控制聚变的速度和强度就叫可控核聚变。如果能实现的话可以代替现有的正在枯竭的煤炭、石油、天然气等资源,服务于人类的生产生活。
⑽ 中科院的全超导的“人造太阳”——托克马克核聚变试验装置的调试运行成功,使我国在该领域的研究处于世界
可控核聚变俗称人造太阳,因为太阳的原理就是核聚变反应。(核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境)人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置,可以有效控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出。科学家们把这类装置比喻为“人造太阳”。
为实现磁力约束,需要一个能产生足够强的环形磁场的装置,这种装置就被称作“托克马克装置”——TOKAMAK,也就是俄语中是由“环形”、“真空”、“磁”、“线圈”的字头组成的缩写。早在1954年,在原苏联库尔恰托夫原子能研究所就建成了世界上第一个托卡马克装置。貌似很顺利吧?其实不然,要想能够投入实际使用,必须使得输入装置的能量远远小于输出的能量才行,我们称作能量增益因子——Q值。当时的托卡马克装置是个很不稳定的东西,搞了十几年,也没有得到能量输出,直到1970年,前苏联才在改进了很多次的托卡马克装置上第一次获得了实际的能量输出,不过要用当时最高级设备才能测出来,Q值大约是10亿分之一。别小看这个十亿分之一,这使得全世界看到了希望,于是全世界都在这种激励下大干快上,纷纷建设起自己的大型托卡马克装置,欧洲建设了联合环-JET,苏联建设了T20(后来缩水成了T15,线圈小了,但是上了超导),日本的JT-60和美国的TFTR(托卡马克聚变实验反应器的缩写)。这些托卡马克装置一次次把能量增益因子(Q)值的纪录刷新,1991年欧洲的联合环实现了核聚变史上第一次氘-氚运行实验,使用6:1的氘氚混合燃料,受控核聚变反应持续了2秒钟,获得了0.17万千瓦输出功率,Q值达0.12。1993年,美国在TFTR上使用氘、氚1:1的燃料,两次实验释放的聚变能分别为0.3万千瓦和0.56万千瓦,Q值达到了0.28。1997年9月,联合欧洲环创1.29万千瓦的世界纪录,Q值达0.60,持续了2秒。仅过了39天,输出功率又提高到1.61万千瓦, Q值达到0.65。三个月以后,日本的JT-60上成功进行了氘-氘反应实验,换算到氘-氚反应,Q值可以达到1。后来,Q值又超过了1.25。这是第一次Q值大于1,尽管氘-氘反应是不能实用的(这个后面再说),但是托卡马克理论上可以真正产生能量了。在这个大环境下,中国也不例外,在70年代就建设了数个实验托卡马克装置——环流一号(HL-1)和CT-6,后来又建设了HT-6,HT-6B,以及改建了HL1M,新建了环流2号。有种说法,说中国的托卡马克装置研究是从俄罗斯赠送设备开始的,这是不对的,HT6/HL1的建设都早于俄罗斯赠送的HT-7系统。HT-7以前,中国的几个设备都是普通的托卡马克装置,而俄罗斯赠送的HT-7则是中国第一个“超脱卡马克”装置。什么是“超脱卡马克装置”呢?回过头来说,托卡马克装置的核心就是磁场,要产生磁场就要用线圈,就要通电,有线圈就有导线,有导线就有电阻。托卡马克装置越接近实用就要越强的磁场,就要给导线通过越大的电流,这个时候,导线里的电阻就出现了,电阻使得线圈的效率降低,同时限制通过大的电流,不能产生足够的磁场。托卡马克貌似走到了尽头。幸好,超导技术的发展使得托卡马克峰回路转,只要把线圈做成超导体,理论上就可以解决大电流和损耗的问题,于是,使用超导线圈的托卡马克装置就诞生了,这就是超脱卡马克。目前为止,世界上有4个国家有各自的大型超脱卡马克装置,法国的Tore-Supra,俄罗斯的T-15,日本的JT-60U,和中国的EAST。除了EAST以外,其他四个大概都只能叫“准超托卡马克”,它们的水平线圈是超导的,垂直线圈则是常规的,因此还是会受到电阻的困扰。此外他们三个的线圈截面都是圆形的,而为了增加反应体的容积,EAST则第一次尝试做成了非原型截面。此外,在建的还有德国的螺旋石-7,规模比EAST大,但是技术水平差不多。