Ⅰ 什么是热核聚变与人造太阳
什么是人造太阳
所谓“人造太阳”,即先进超导托卡马克实验装置,也即国际热核聚变实验堆计划(ITER)建设工程,是当今世界迄今为止最大的热核聚变实验项目,旨在地球上模拟太阳的核聚变,利用热核聚变为人类提供源源不断的清洁能源。核聚变能以氘氚为燃料,具有安全、洁净、资源无限三大优点,是最终解决全人类能源问题的战略新能源。
多年来的热核聚变研究一直围绕着一个主题,就是要实现可控的核聚变反应,造出一个人造太阳,一劳永逸地解决人类的能源之需。
万物生长靠太阳,人类生存自然也离不开太阳。我们生火煮饭的柴草来自太阳,水力发电来自太阳,汽车里燃烧的汽油来自太阳……太阳像所有的恒星一样进行着简单的热核聚变,向外无休止地辐射着能量。
我们现今所使用的能源,有些直接来自太阳,有些是太阳能转化的能源,像水能、风能、生物能,有些是早期由太阳能转化来的一直储存在地球上的能源,像煤炭、石油这样的化石燃料。人类社会发展到今天,仅靠太阳给予的可用能源已经不够用了。人类能源消耗快速增加,水能的开发几近到达极限,风能、太阳能无法形成规模。我们今天使用的主要能源是化石燃料,再有100多年即将用尽。人们还抱怨化石燃料对大气造成了污染,增加了温室气体。要知道它们是太阳和地球用了上亿年才形成的,但只够人类使用三四百年,而且它们是不可再生的。另外,煤炭、石油等是人类重要的自然资源,作为燃料烧掉是非常可惜的。人们无不担心,煤和石油烧完了,而其他能源又接替不上该怎么办?能源危机开始困扰着人类,促使人们寻找各种可能的未来能源,以维持人类社会的持续发展。
细心的人会发现,在元素周期表中,虽然元素是由质子和中子成对增加依次构成的,但是原子的重量却不是按质子和中子的增加而等量增加的。在较轻的原子中,质子和中子的重量偏重,如果两个轻的原子合成一个重原子,两个轻原子的原子量之和往往重于合成的重原子。同样,在较重的原子中,质子和中子的重量也偏重,一个重原子分裂为两个轻原子,重原子的原子量一般重于两个轻原子之和。只是在铁元素附近的原子中,质子和中子的重量偏轻。由此可见,在原子核反应中,质量是不守恒的,即出现了所谓的质量亏损。这些质量到哪里去了呢?按照爱因斯坦的质能关系公式E=mc2,亏损的质量转换为能量,由于c2是个巨大的系数,很小的质量就可释放出巨大的能量。科学家正是基于这一点,利用重金属的核裂变制造出了原子弹,利用轻元素的核聚变制造出了氢弹。
原子弹和氢弹的巨大威力令人惧怕,同时也让人们兴奋,因为原子中蕴藏的能量太大了,能否利用这种能源是人们自然想到的问题。原子弹和氢弹中的巨大能量是在瞬间释放出来的,而要作为常规能源使用,就必须实现可控制的核裂变和核聚变。对于核裂变来说,控制起来相对比较容易,裂变核电站早已经实现商业运行。但能用来产生核裂变的铀235等重金属元素在地球上含量稀少,而且常规裂变反应堆会产生长寿命的放射性较强的核废料,这些因素限制了裂变能的发展。
对人们来说,最具诱惑力的自然是核聚变,它的单位质量产生的能量比核裂变还要大几倍。实际上,宇宙中最常见的就是氢元素的聚变反应,所有的恒星几乎都在燃烧着氢,因为氢是宇宙中最丰富的元素。氢的聚变反映在太阳上(还有少量其他核聚变)已经持续了近50亿年,至少还可以再燃烧50亿年。氢在地球上也是非常丰富的,每个水分子中都有2个氢原子,但最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变(氢弹就是这种形式的聚变)。氘和氚发生聚变后,2个原子核结合成1个氦原子核,并放出1个中子和17.6兆电子伏特能量。就氘来说,它是海水中重水(水分子为H2O,重水为D2O,只占海水中的一小部分)的组成元素,海水中大约每6500个氢原子中有1个氘原子。每升水约含30毫克氘(产生的聚变能量相当于300升汽油),其储量就多达40万亿吨。一座1000兆瓦的核聚变电站,每年耗氘量只需304千克,海水中的氘足够人类使用上百亿年,这就比太阳的寿命还要长了,更不要说再使用氢了。另外,除氚具有放射性危险之外,氘-氚聚变反应不产生长寿命的强放射性核废料,其少量放射性废料也很快失去放射性。氘—氘反应没有任何放射性。可以说氢及其同位素的聚变反应能是一种高效清洁的能源,而且真正是用之不竭。既然恒星上都在进行着这样的核聚变,地球上也不缺这种核聚变的原料,只要实现可控的核聚变,就可以造出一个供人们永久使用的“太阳”。实际上,自从人们揭开太阳燃烧的秘密以来,就一直希望模仿太阳在地球上实现核聚变从而为人类提供无尽的能源。尽管多年过去了,人们只见到了氢弹的爆炸,而没有看到一座核聚变发电站的出现,但它诱人的前景依然是人们心中一个割舍不去的梦。
中国的人造太阳
中国科学家率先建成了世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置,模拟太阳产生能量。
该装置从内到外一共有五层部件构成,最内层的环行磁容器像一个巨大的游泳圈,进入实验状态后,“游泳圈”内部将达到上亿度的高温,这也正是模拟太阳核聚变反应的关键部位。国家“九五”大科学工程EAST(先进超导托卡马克实验装置)建设项目总负责人万元熙解释说,在高压高温下面,太阳从里面到表面都在发生聚变反应,释放出大量能量。但是太阳上的聚变反应是不可控的,为了让这种能量释放过程变成一个稳定、持续并且可控制的过程,EAST正是起着这一转化作用,通过磁力线的作用,氢的同位素等离子体被约束在这个“游泳圈”中运行,发生高密度的碰撞,也就是聚变反应。从1升海水中提取的氢的同位素,实现完全的聚变反应,放出来的能量等同于燃烧300升的汽油所获得的能量。
制造一个装置实现受控热核聚变反应,可以得到无穷尽的清洁能源,就相当于人类为自己制造一个或数个小太阳,源源不断地从核聚变中得到能量。
“人造太阳”彻底改变世界能源格局
根据“可控热核聚变”原理研发的“人造太阳”将带来人类能源供应格局的根本性变革。一旦这一成果投入商业运行,将彻底变革世界能源供应格局。
中科院等离子体物理研究所于1994年底在合肥建成中国第一个超导托卡马克ht-7装置,在该装置的基础上,研究所研制了“east”实验装置,被称为世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置。
2005年4月27日,EAST总装完成了难度最大的工作——三环套装。三环从里到外的顺序为真空室、内冷屏和纵场磁体,是整个装置的内三层。
2006年1月10日,EAST外杜瓦安装成功,这标志着EAST总装第一阶段的全面竣工,为EAST降温通电实验创造了良好的条件。
外真空杜瓦是EAST装置最外层的结构部件。它主要为真空室等内部部件提供真空工作环境,隔绝内部部件与环境的自由热交换,以实现对运行温度的控制,从而满足总体设计要求。
根据核聚变发生的机理,要实现可控制的核聚变实际上比造个太阳要难多了。我们知道,所有原子核都带正电,两个原子核要聚到一起,必须克服静电斥力。两个核之间靠得越近,静电产生的斥力就越大,只有当它们之间互相接近的距离达到大约万亿分之三毫米时,核力(强作用力)才会伸出强有力的手,把它们拉到一起,从而放出巨大的能量。要使它们联起手来并不难,难的是既要让它们有拉手的机会又不能让它们过于频繁地拉手。要使它们有机会拉手,就要使粒子间有足够的高速碰撞的机会,这可以增加原子核的密度和运动速度。但增加原子核的密度是有限制的,否则一旦反应加速,自身放出的能量会使反应瞬间爆发。据计算,在维持一定的密度下,粒子的温度要达到1亿~2亿摄氏度才行,这要比太阳上的温度(中心温度1500万℃,表面也有6000℃)还要高许多。但这样高的温度拿什么容器来装它们呢?
这个问题并没有难倒科学家,20世纪50年代初,前苏联科学家塔姆和萨哈罗夫提出磁约束的概念。前苏联库尔恰托夫原子能研究所的阿奇莫维奇按照这样的思路,不断进行研究和改进,于1954年建成了第一个磁约束装置。他将这一形如面包圈的环形容器命名为托卡马克(tokamak)。托卡马克是“磁线圈圆环室”的俄文缩写,又称环流器。这是一个由封闭磁场组成的“容器”,像一个中空的面包圈,可用来约束电离了的等离子体。我们知道,一般物质到达10万℃时,原子中的电子就脱离了原子核的束缚,形成等离子体。等离子体是由带正电的原子核和带负电的电子组成的气体,整体是电中性的。在磁场中,它们的每个粒子都是显电性的,带电粒子会沿磁力线做螺旋式运动,所以等离子体就这样被约束在这种环形的磁场中。这种环形的磁场又叫磁瓶或磁笼,看不见,摸不着,也不接触有形的物体,因而也就不怕什么高温了,它可以把炙热的等离子体托举在空中。人们本来设想,有了“面包炉”,只需把氘、氚放入炉内加火烤制,把握好火候,能量就应该流出来。其实不然,人们接着遇到的麻烦是,在加热等离子体的过程中能量耗散严重,温度越高,耗散越大。一方面,高温下粒子的碰撞使等离子体的粒子会一步一步地横越磁力线,携带能量逃逸;另一方面,高温下的电磁辐射也要带走能量。这样,要想把氘、氚等离子体加热到所需的温度,不是件容易的事。另外,磁场和等离子体之间的边界会逐渐模糊,等离子体会从磁笼里钻出去,而且当约束等离子体的磁场一旦出现变形,就会变得极不稳定,造成磁笼断开或等离子体碰到聚变反应室的内壁上。
托卡马克中等离子体的束缚是靠纵场(环向场)线圈,产生环向磁场,约束等离子体,极向场控制等离子体的位置和形状,中心螺管也产生垂直场,形成环向高电压,激发等离子体,同时加热等离子体,也起到控制等离子体的作用。
几十年来,人们一直在研究和改进磁场的形态和性质,以达到长时间的等离子体的稳定约束;还要解决等离子体的加热方法和手段,以达到聚变所要求的温度;在此基础上,还要解决维持运转所耗费的能量大于输出能量的问题。每一次等离子体放电时间的延长,人们都为之兴奋;每一次温度的提高,人们都为之欢呼;每一次输出能量的提高,都意味着我们离聚变能的应用更近了一步。尽管取得了很大进步,但障碍还是没有克服。到目前为止,托卡马克装置都是脉冲式的,等离子体约束时间很短,大多以毫秒计算,个别可达到分钟级,还没有一台托卡马克装置实现长时间的稳态运行,而且在能量输出上也没有做到不赔本运转。
为了维持强大的约束磁场,电流的强度非常大,时间长了,线圈就要发热。从这个角度来说,常规托卡马克装置不可能长时间运转。为了解决这个问题,人们把最新的超导技术引入到托卡马克装置中,也许这是解决托卡马克稳态运转的有效手段之一。目前,法国、英国、俄罗斯和中国共有4个超导的托卡马克装置在运行,它们都只有纵向场线圈采用超导技术,属于部分超导。其中法国的超导托卡马克Tore?Supra体积较大,它是世界上第一个真正实现高参数准稳态运行的装置,在放电时间长达120秒的条件下,等离子体温度为2000万℃,中心粒子密度每立方米1.5×1019个。中国和韩国正在建造全超导的托卡马克装置,目标是实现托卡马克更长时间的稳态运行。
多年来,全世界共建造了上百个托卡马克装置,在改善磁场约束和等离子体加热上下足了工夫。人们对约束磁场研究有了重大进展,通过改变约束磁场的分布和位形,解决了等离子体粒子的侧向漂移问题。世界范围内掀起了托卡马克的研究热潮。美国1982年在普林斯顿大学建成的托卡马克聚变实验反应堆(TFTR),欧洲1983年6月在英国建成更大装置的欧洲联合环(JET),1985年建成JT-60,前苏联1982年建成超导磁体的T-15,它们后来在磁约束聚变研究中作出了决定性的贡献。特别是欧洲的JET已经实现了氘—氚的聚变反应。1991年11月,JET将含有14%的氚和86%的氘混合燃料加热到了3亿摄氏度,聚变能量约束时间达2秒。反应持续1分钟,产生了1018个聚变反应中子,聚变反应输出功率约1.8兆瓦。1997年9月22日创造了核聚变输出功率12.9兆瓦的新纪录。这一输出功率已达到当时输入功率的60%。不久输出功率又提高到16.1兆瓦。在托卡马克上最高输出与输入功率比已达1.25。
中国的核聚变研究也有较快的发展,西南物理研究院1984年建成中国环流器一号(HL-1),1995年建成中国环流器新一号。中国科学院等离子体物理研究所1995年建成超导装置HT-7。HT-7是前苏联无偿赠送给中国的一套纵向超导的托卡马克实验装置,经等离子体物理研究所的不断改进,它已成为一个庞大的实验系统。它包括HT-7超导托卡马克装置本体、大型超高真空系统、大型计算机控制和数据采集处理系统、大型高功率脉冲电源及其回路系统、全国规模最大的低温氦制冷系统、兆瓦级低杂波电流驱动和射频波加热系统以及数十种复杂的诊断测量系统。在十几次实验中,取得若干具有国际影响的重大科研成果。特别是在2003年3月31日,实验取得了重大突破,获得超过1分钟的等离子体放电,这是继法国之后第二个能产生分钟量级高温等离子体放电的托卡马克装置。在HT-7的基础上,等离子体物理研究所研制和设计了全超导托卡马克装置HT-7U(后来名字更改为EAST(Experimental Advanced Superconcting Tokamak))。
Ⅱ 什么是ITER计划
ITER是国际热核聚变实验堆的简称。
“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,建造约需10年,耗资50亿美元(1998年值)。ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克,俗称“人造太阳”。2003年1月,国务院批准我国参加ITER计划谈判,2006年5月,经国务院批准,中国ITER谈判联合小组代表我国政府与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签了ITER计划协定。这七方包括了全世界主要的核国家和主要的亚洲国家,覆盖的人口接近全球一半。我国参加ITER计划是基于能源长远的基本需求。2013年1月5日中科院合肥物质研究院宣布,“人造太阳”实验装置辅助加热工程的中性束注入系统在综合测试平台上成功实现100秒长脉冲氢中性束引出。
国际热核聚变实验堆(ITER)计划,简称“(ITER)计划”,(ITER:International Thermonuclear Experimental Reactor),ITER计划倡议于1985年,并于1988年开始实验堆的研究设计工作。经过十三年努力,耗资十五亿美元,在集成世界聚变研究主要成果基础上,ITER工程设计于2001年完成。此后经过五年谈判,ITER计划七方2006年正式签署联合实施协定,启动实施ITER计划。ITER计划将历时35年,其中建造阶段10年、运行和开发利用阶段20年、去活化阶段5年。中国政府坚定支持中国参与ITER计划,胡锦涛多次就此做出重要指示。经过深入调研和充分论证,中国政府于2003年1月决定正式参加ITER计划谈判。此
ITER计划(地点:法国卡达拉舍)
后,中国还积极推动谈判进程,为尽早启动实施ITER计划进行不懈努力,这期间,中国先后承办了ITER第九次和第十一次政府间谈判会议。ITER计划是目前世界上仅次于国际空间站的又一个国际大科学工程计划。该计划将集成当今国际上受控磁约束核聚变的主要科学和技术成果,首次建造可实现大规模聚变反应的聚变实验堆,将研究解决大量技术难题,是人类受控核聚变研究走向实用的关键一步,因此备受各国政府与科技界的高度重视和支持。
Ⅲ 中国是哪一年加入国际热核实验反应堆的
中国应该是2003年加入该计划,2003参与国际协商、2006共签协定,加入国际热核实验反应堆的。
Ⅳ 核聚变可以人为控制吗
人类对核能的利用已经相当普遍了!核电站已经为人类的能源供应做出了巨大的贡献,原子弹则战略上抵御了第三次世界大战。这两者都对人类做出了不可磨灭的贡献,它们都属于核裂变。核裂变通俗地讲是铀和钚的原子核分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应,在这个过程中释放巨大的能量!但还有一种核反应却不能被真正有效的利用起来,原因在于它的不可控,这就是核聚变!
被誉为'人造太阳'核聚变反应堆的wendelstein
相信随着人类加大对可控核聚变的投入,人类终究从“石油文明”走向“核能文明”!
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Ⅳ 江西再次轰动世界,“人造太阳”首次成功放电,我国科研发展到底有多硬核
我国自主研制的核聚变关键装置——中国环流器二号M装置——在成都建成并实现首次放电,标志着我国核聚变发展取得重大突破,自主掌握了大型先进磁约束核聚变实验装置的设计、建造、运行技术,为我国核聚变反应堆的自主设计与建造打下坚实基础。
随着中控大屏显示等离子体发出蓝色的光芒,中国环流器二号M装置首次成功放电,标志着这台先进核聚变关键装置正式投运。
核能的产生主要有核聚变和核裂变两种方式,目前核电站里普遍应用的就是核裂变反应,就是一个大质量的原子分裂成两个较小的原子,释放能量。而核聚变,可以理解为两个小质量的原子聚合成一个较大的原子,能够释放出巨大能量,太阳的能量也是源于此,是人类未来的理想能源。
中核集团董事长 余剑锋:像氘这样的(核聚变)材料在海水里面就很多,一般来讲一公升的海水就相当于三百公升汽油的能量,你想一想这样一个取之不竭用之不尽的我们地球资源,如果我们用聚变能,那人类的能源就可以说(就有)取之不竭用之不尽的清洁能源。
Ⅵ 国际热核聚变实验堆计划的国际热核聚变实验堆花落法国
国际热核聚变实验堆计划参与各方2005年6月28日在莫斯科作出决定,世界第一个热核聚变实验堆将在法国建造。 据路透社2005年6月29日报道,国际热核实验聚变堆计划最早于1985年提出,其最早参与国有欧盟15个成员国以及加拿大、俄罗斯和日本。美国于1998年宣布退出该计划之后,于2003年2月18日重新加入这项大型国际计划,中国也于同一天正式加入该项计划。2001年,反应堆设计以及一些关键原型的制造完成之后,各方就开始为了如何实施该计划而进行多次磋商。其中,反应堆建在何处尤其引人注目。最初,欧盟的西班牙、法国以及日本和加拿大都提出了申请。
2003年2月19日,国际热核聚变实验堆计划参与各方在俄罗斯圣彼得堡作出决定,将于2013年前建成世界上第一个热核反应堆,地点将在西班牙、法国、加拿大和日本4处候选地址中选择。经过多轮较量,西班牙和加拿大退出,日本提出的在青森县六所村和法国提出的在南部马赛附近的卡达拉舍建造这个热核反应堆的方案脱颖而出,成为最终入围的两个候选地址,这两个候选地址各有特色,分别得到国际热核聚变实验堆计划不同参与方的支持。
日本提出的理由是,其修建地点靠近港口,并离一个美国军事基地很近。日本政府并且表示愿意承担国际热核聚变实验堆计划30%的费用。法国政府则强调,卡达拉舍有着现成的研究设施,那里的气候条件更好。在这场引人注目的争论之中,美国、日本和韩国主张在日本六所村修建,而欧盟、俄罗斯和中国支持在法国修建。2004年1月29日,中国外交部发言人章启月在例行的记者招待会上表示,中国支持法国建设国际热核聚变堆项目。 美国总统布什在成功连任后出于政治考虑改变了立场。他认为,如果无法赢得欧洲的支持,美国将更加难以从伊拉克泥潭中脱身,因此在反应堆选址问题上采取中立态度,这使日本一下失去了重要的政治砝码。
此后,法国政府坚持宣称,法国核能研究实力雄厚,管理水平高,选择法国是欧盟各国科技部长经过综合考虑的结果。2004年1月12日,法国总理拉法兰在全国及外国记者联谊会上表示,欧洲人有可能单独实施国际热核聚变实验堆计划,尽管与美国握手言和的机会始终存在。法国声言单干的底气一是来自整个欧盟的支持,二是因为法国的核能技术研究在世界上享有盛誉,法国全国发电量的75%来自核电,竞争力强大。2005年3月,欧盟再次声明,欧盟已决定无论与日本的谈判是否成功,今年年底都将在法国开工建设国际热核聚变实验堆。 在此之后,围绕选址的争执日益开始朝着对法国有利的方向发展。日本政府的态度也从毫无商量的可能转变为一切好商量,出现了明显松动。2005年5月2日,欧盟轮值主席国卢森堡的经济、外贸大臣让诺·克雷克在巴黎说,日本已同意与欧盟就国际热核聚变实验堆建在欧洲的可能性进行讨论,而这种讨论此前一直被日本拒绝。6月22日,日本《每日新闻》报道称,日本已通知欧盟,将放弃此前与法国就国际热核聚变实验堆项目的选址之争,这一决定将在28日于莫斯科召开的有该项目参与的六方会谈上正式宣布。报道称日本政府是在得到了丰厚的“交换条件”许诺之下才作出这一“让步”的。日本“放弃”竞争的交换条件是,建在法国卡达拉舍的国际热核聚变实验堆项目总部中将有高达20%的工作岗位提供给日方,此外,日本的原料供应商也将分得该项目的一大杯羹:在整个项目中,日方投资约占10%。据悉,欧盟为了抢得国际热核聚变;实验堆对日本作出了巨大让步:欧盟承担46亿欧元总建设费用中的40%。其余的60%分别由法国、美国、日本、韩国、俄罗斯和中国各分摊10%。这样一来,欧盟等于是承担了总建设费用的一半。
Ⅶ 什么是国际热核聚变实验堆计划意义是什么
核聚变炉实验用包模块是指核聚变实验中围绕核反应堆外部的保护膜。该膜具有持续冷却核聚变路和防止放射性泄漏的作用。我国主要使用氦冷固体材料作为包层模块。目前世界上最大的核聚变路实验是ITER,即国际热核聚变实验路项目。国际热核聚变实验堆(ITER)项目是目前世界上规模最大、影响力最大的国际科研合作项目之一,建设约10年、50亿美元(1998年价值)。Tor装置是可以引起大规模核聚变反应的超导扭矩标记,通常被称为“人工太阳”。
要开始融合反应,首先需要足够的能量来克服燃料这种带正电荷的原子核之间的库伦斥力。这个过程也称为“点火”。如果反应要继续进行,融合反应的速度必须足够高,才能保持温度高于点火温度。这里的反应率与核反应截面,即入射粒子和靶核之间发生反应的概率成正比。与氘融合相比,在无中子反应中用作燃料的原子核通常原子序数更高。也就是说,由于携带的电荷更多,它们之间的库隆斥力也更强,两个原子核很难接近,相应的点火温度更高。下面列举了几种没有中子的聚变反应的点火温度,可以看出,点火温度比氘聚变高好几倍,反应截面小得多。
Ⅷ 国际热核聚变实验堆计划的简要概况
国际热核聚变实验堆(ITER)计划 ,简称“(ITER)计划” ,(ITER:International Thermonuclear Experimental Reactor),ITER计划 倡议于1985年,并于1988年开始实验堆的研究设计工作。经过十三年努力,耗资十五亿美元,在集成世界聚变研究主要成果基础上,ITER工程设计于2001年完成。此后经过五年谈判,ITER计划 七方2006年正式签署联合实施协定,启动实施ITER计划。ITER计划将历时35年,其中建造阶段10年、运行和开发利用阶段20年、去活化阶段5年。中国政府坚定支持中国参与ITER计划,胡锦涛多次就此做出重要指示。经过深入调研和充分论证,中国政府于2003年1月决定正式参加ITER计划谈判。此后,中国还积极推动谈判进程,为尽早启动实施ITER计划进行不懈努力,这期间,中国先后承办了ITER第九次和第十一次政府间谈判会议。ITER计划是目前世界上仅次于国际空间站的又一个国际大科学工程计划。该计划将集成当今国际上受控磁约束核聚变的主要科学和技术成果,首次建造可实现大规模聚变反应的聚变实验堆,将研究解决大量技术难题,是人类受控核聚变研究走向实用的关键一步,因此备受各国政府与科技界的高度重视和支持。
核聚变研究是当今世界科技界为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划。与不可再生能源和常规清洁能源不同,聚变能具有资源无限,不污染环境,不产生高放射性核废料等优点,是人类未来能源的主导形式之一,也是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一。ITER计划是实现聚变能商业化必不可少的一步,其目标是验证和平利用聚变能的科学和技术可行性。ITER计划集成了当今国际受控磁约束核聚变研究的主要科学和技术成果,拥有可靠的科学依据并具备坚实的技术基础。国际上对ITER计划的主流看法是:建造和运行ITER的科学和工程技术基础已经具备,成功的把握较大,经过示范堆、原型堆核电站阶段,可在本世纪中叶实现聚变能商业化。ITER计划是我国改革开放以来有机会参加的最大的多边国际大科学工程合作项目。参加ITER计划有利于大幅度提升我国在科学技术领域参加国际合作的层次;有利于推动我国聚变能研究开发,加快我国聚变能开发进程;有利于我国学习掌握大型国际科学工程项目的建设、管理、运行和维修经验;有利于提高我国超导技术、稀有金属材料技术、高电压技术等众多领域的研究开发能力;有利于锻炼和造就一批高水平、高素质的科研人员、工程技术人员和管理人员,为我国聚变事业的发展打下坚实人才基础。2003年1月国务院批准我国参加ITER计划谈判,经过三年谈判,2006年5月24日,经国务院批准,中国ITER谈判联合小组代表我国政府与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签了ITER计划协定,标志着ITER计划进入全面实施的准备阶段。(霍裕平院士ITER计划中国专家委员会首席科学家、郑州大学教授,潘传红研究员 中国核工业集团公司西南物理研究院院长,李建刚研究员 中国科学院等离子体物理研究所所长)
2006年5月24日,国家科学技术部代表我国政府与其他六方一起,在比利时首都布鲁塞尔草签了《国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor)联合实施协定》。这标志着ITER计划实质上进入了正式执行阶段,即将开始工程建设,也标志着我国实质上参加了ITER计划。
Ⅸ 可控核聚变还需多少年
可控核聚变还需20年。因为一般核聚变由氘、氚离子聚合成氦,聚合中损失的质量转化为超强能量,这和太阳发光发热原理相同,所以可控核聚变研究装置又被称为“人造太阳”。
我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”(HL—2M)在成都正式建成放电,标志我国正式跨入全球可控核聚变研究前列,HL—2M将进一步加快人类探索未来能源的步伐。
发展趋势:
可控核聚变需要超高温、超高密度等条件,多采用先进托卡马克装置,通过超强磁场将1亿摄氏度的等离子体约束在真空室内,达到反应条件。
全球在共同探索其实现方法,建造模拟实验平台。HL—2M是我国自主知识产权、规模最大、参数最高的“人造太阳”。国际热核聚变实验堆计划是当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程,我国于2006年正式签约加入该计划。
以上内容参考:人民网——新一代可控核聚变研究装置建成放电(创新前沿)
Ⅹ 国际热核聚变实验装置将建造于那个国家
是法国
索词条
国际热核聚变实验堆计划
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“国际热核聚变实验版堆(ITER)计划”是目前权全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,建造约需10年,耗资50亿美元(1998年值)。ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克,俗称“人造太阳”。2003年1月,国务院批准我国参加ITER计划谈判,2006年5月,经国务院批准,中国ITER谈判联合小组代表我国政府与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签了ITER计划协定。