等离子体实验装置

⑴ 电影中的微型核聚变反应堆有可能实现吗

看过漫威电影《钢铁侠》的人们，或许都向往拥有那样一身所向披靡的战甲。但是，对于驱动战甲的微型核聚变反应堆可能并没有过多在意。那么这样一个核心的角色，现实生活中有没有人在研究呢？

其实，即使是国外较为先进的微型核聚变技术，也还是会存在诸多限制。而且现有技术也只能将核聚变设备缩小到0.3到2米，这与电影《钢铁侠》中手掌心大小的“方舟反应堆”还相差甚远。微型核反应堆要想实现应用，还有很长的路要走。

⑵ 受控热核反应的受控热核反应实验装置

产生受控热核反应的实验装置有两大类： 不用特殊方法维持或约束等离子体的装置。用激光束或电子束、离子束等照射固态氘或其他燃料制成的小球靶，在对称激光束的辐射下，小球靶向中心爆聚。当小球靶的温度高于一亿开，密度比固体高几千倍以上时,就会产生受控热核反应。实质上,这种热核反应就相当于微型氢弹爆炸，而“惯性约束”就意味着不约束。
惯性约束涉及很多等离子体动力学问题，如激波加热问题。在爆聚过程中，如果只有单个激波，最大压缩时的密度只能增加3倍;如果对激光束的输出功率进行调制，使等离子体产生一系列激波，并在所要求的时间内同时收缩到中心（靶心），则可使密度增大1000倍。要达到这种效果，大约需要7个激波。这样的时间控制,已在实验室中实现。惯性约束中的等离子体稳定性问题也是等离子体动力学研究的问题之一。由于爆聚过程相当于轻流体驱动重流体作加速运动,会产生瑞利-泰勒不稳定性（见磁流体力学稳定性）。其后果不仅使爆聚失去对称性，影响压缩比，而且会产生强烈混合，降低燃烧率。这是实现激光核聚变的主要障碍之一。 用强磁场使高温等离子体与容器器壁隔开的装置，有托卡马克（见磁流体静力学）、磁镜、仿星器和角箍缩等。托卡马克是研究得最普遍的一种，实验数据也和劳孙判据最接近。
学者们曾提出多种把等离子体加热到高温的方法。首先是欧姆加热法，即用大电流通过等离子体，等离子体由于具有一定电阻而产生热效应，温度因而升高。但是温度升到一定程度，电阻便下降，所以此法一般只能加热到1000万开左右。其次是磁压缩法，即用逐渐增强的磁场来压缩等离子体，以达到加热的目的。目前最有效的加热法是注入中性束，即把高能的中性粒子束（如氘粒子束）透过磁场注入等离子体，从而提高等离子体的温度。采用这种方法,1981年美国的托卡马克PLT装置已能达到8000万开的高温。目前正在研究的是波加热法，即把各种不同频率的波入射到等离子体中，通过共振使等离子体加热。
被磁场包围(约束)的高温等离子体的一个固有特性是磁流体力学不稳定性。经过多年研究，已提出一些有效的方法来抑制磁流体力学不稳定性的发生。例如，在等离子体中加上强纵向磁场，在强纵向磁场外面加上良导体壁，设计某些特殊的磁场位形，等等（见磁流体力学稳定性）。

⑶ 令人惊叹的等离子体实验：科学家在实验室中模拟地球的磁层

科学家们近日开发了一个新的实验平台，将大型等离子体装置与激光器、磁偶极结合起来 ；这有望揭示关于地球抵御太阳风的保护层的见解。

磁层在任何被磁化的物体周围形成，例如一个星球，它被浸泡在被称为等离子体的电离气体流中。由于地球拥有肆返一个固有的磁场，这个星球被一个巨大的磁层所包围，轿前这个磁层延伸到太空中，阻挡了来自太阳和恒星的致命的宇宙射线和粒子，并使生命本身得以存在。

在AIP出版社出版的《等离子体物理学》中，来自普林斯顿大学、加州大学洛杉矶分校和葡萄牙里斯本高等理工学院的科学家们报告了一种在实验室中研究较小磁层的方法，有时只有几毫米厚。

这些小型磁层已经在彗星周围和月球的某些区域附近被观察到，并被认为可以推动航天器。它们是研究较大行星大小的磁层的良好试验台。

以前的实验室实验已经进行，利用等离子体风洞或高能激光来创造迷你磁层。然而，这些早期的实验仅限于对磁场的一维测量，并没有捕捉到科学家们需要了解的全部三维行为。

作者Derek Schaeffer说：“为了克服这些限制，我们开发了一个新的实验平台，在加州大学洛杉矶分校的大型等离子体装置（LAPD）上研究微型磁层。”

这个平台将LAPD的磁场与一个快速激光驱动的等离子体和一个电流驱动的偶极子磁体相结合。

LAPD磁场提供了一个太阳系行星际磁场的模型，而激光驱动等离子体提供了太阳风的模型，偶极子磁铁提供了一个地球固有磁场的模型。电动探针允许通过结合数以万计的激光射击数据进行系统的三维扫描。

使用这种设置的一个好处是，磁场和其他参数可以被仔细改变和控制。如果偶极子磁铁被关闭，磁层的所有迹象都会消失。当偶极子的磁场被打开时，可以检测到一个磁层，这是磁闭雹清层形成的关键证据。

磁层顶是磁层中来自行星磁场的压力与太阳风完全平衡的地方。实验显示，随着偶极磁场的增加，磁层顶会变得更大更强。

对磁层顶的影响是通过计算机模拟来预测的，研究人员进行模拟是为了更全面地理解和验证他们的实验结果。这些模拟也将指导未来的实验，包括利用最近安装在LAPD上的阴极的研究。

Schaeffer说：“新的阴极将使等离子体流动更快，这反过来将使我们能够研究在许多行星周围观察到的‘弓形冲击’。”

其他实验将研究磁重联，这是地球磁层的一个重要过程，其中磁场湮灭释放出巨大的能量。

⑷ 人造小太阳的高温等离子体如何实现放电

EAST”的主要部件就是16个超导线圈组成的环形，电离后悔缓产生的带电粒子会因为磁场的影响在环形磁场内做螺旋运动，产生电流。

理想状态下，带电粒子由于磁场的约束只在磁场内部运动，不会产生损失，但是由于各种原因（磁场不够强，或者粒子速度过快，或者磁场强度不均匀等等）带电粒子会不可避免的逃逸出磁场的约束，最终导致电流的泯灭。

这就是“电流200千纤此安，时间3秒”的解释。毁前迅

⑸ 人造小太阳的我国“人造太阳”实验装置

继去年9月首次成功放电后，我国“人造太阳”实验装置——位于合肥的全超导非圆截面核聚变实验装置（EAST）14日23时01分至15日1时连续放电四次，单次时间长约50毫秒，从而标志着第二轮物理实验的开始。专家认为，全超导核聚变装置再次成功放电，标志着我国在全超导核聚变实验装置领域进一步站在了世界前沿。“虽然稍纵即逝，但是放电的可重复性，表明我们的装置在工程上是非常可靠的。”中国科学院等离子体物理研究所副所长武松涛介绍，这轮实验是从去年12月开始对装置进行调试的，实验计划将进行到今年2月10日左右。 “这轮实验的主要目标不是追求放电时间的长短，而是旨在去年获得圆形截面等离子体的基础上获得非圆截面等离子体，这具有重要意义。”武松涛说，随着进一步调试和各系统的磨合，“人造太阳”有可能绽放出更为璀璨的光芒。
根据设计，EAST产生等离子体最长时间可达1000秒，温度将超过1亿摄氏度。“我们将通过一次次调试和实验，获得时间更长、温度更高、参数更好的等离子体。”武松涛说。2006年9月28日中国科学院等离子体所的“人造太阳”实验装置首次建成并投入运行，在第一轮实验中，获得了电流超过500千安、时间近5秒的高温等离子体。
这个由我国自行设计、自行研制的“人造太阳”实验装置是世界上第一个同时具有全超导磁体和主动冷却结构的托卡马克。它的建成，使我国迈入磁约束核聚变领域先进国家行列。稳态运行的核聚变堆产生能量的方式和太阳相同，都是在超高温条件下氢（或氢的同位素）的原子核聚变产生巨大能量，因此相关的研究被比作“人造太阳”。

⑹ 今年年初，中科院等离子体研究所建成了世界上第一个全超导核聚变实验装置，由于其模拟太阳产生能量的方式

人造小太阳搏李蔽是利用核聚变反应产生核能的，其反应要在超高温、超高压的条件下进行，由两个较小的氢原子核结合成基州较重的氦原子核，同时放出能量，在反应过程扰念中生成物为水，故对环境污染小；同时原材料也极易找到；
故答案为：高温，原料来源丰富（或对环境污染小）等．

⑺ 中国“人造太阳”实现千秒级等离子体运行，这意味着什么

在2021年的最后一天，中科院合肥物质科学研究院传来消息，在30日的晚上，该院等离子体物理研究所有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置，实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行。这也是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运转的最长时间，所以是一项破世界纪录的成果。这种研究意味着中国科技的进步，可能会让中国拥有取之不竭、用之不尽的终极能源，并且还能实现无污染排放。

总结

人造太阳确实是一个非常伟大的研究，这个研究能够让地球上的能源变得更加多，能够满足人类的需求。

⑻ 等离子体发生器有什么作用

等离子发生器同时产生的正离子与负离子在空气中进行正负电荷中和的瞬间产生巨大的能量释放，从而导致其周围细菌结构的改变或能量的键唤转换，从而致使细菌死亡，实现其杀菌的作用。由于负离子的数量锋亮则大于正离子的数量，因此多余的负离子仍然飘浮在银棚空气中，可以达到消烟、除尘、消除异味、改善空气的品质，以促进人体健康的保健作用。

⑼ 世界上首个全超导托卡马克核聚变装置是什么

世界上首个全超导托卡马克核聚变装置是EAST。

全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），有“人造太阳”之称。其运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚，通过类似变压器的原理使其产生等离子体。然后提高其密度、温度使其发生聚变反应，反应过程中会产生巨大的能量。

2006年9月28日，世界上首个全超导非圆截面升吵托卡马克核聚变实验装置首轮物理放电实验取得成功，标志着中国站在了世界核聚变研究的前端。2016年2月，中国EAST物理实验获重大突破，实现在国际上电子温度达到5000万度持续时间最长的等离子体放电。2018年11月12日，从中科院合肥物质科学研究院获悉，EAST实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。

基本原理

核能是能源家族的新成员，包括裂变能和聚变能两种主要形式。裂变能是重金属元素的核子通过裂变而释放的巨大能量，受控核裂变技术的发展已使裂变能的应用实现了商用化，如核（裂变）电站。

裂变需要的铀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放射性较强的核废料，这些因素限制了裂变能的发展。聚变能是两个慎孝较轻的原子核聚合为一个较重的原子核并释放出的能量，目前开展的受控核聚变研究正是致力于实现聚变能的和平利用。其实，宽笑稿人类已经实现了氘氚核聚变—氢弹爆炸，但那是不可控制的瞬间能量释放，人类更需要受控核聚变。

以上内容参考：网络—全超导托卡马克核聚变实验装置

⑽ 怎么做等离子体发生器

等离子体发生器（plasma generator）用人工方法获得等离子体的装置。等离子体由自然产生的称为自然等离子体（如北极光和闪电），由人工产生的称为实验室等离子体。实验室等离子体是在有限容积的等离子体发生器中产生的。
等离子体发生器的放电原理：利用外腊兆加电场或高频感应电场使气体导电，称为气体放电。气体放电是产生等离子体的重要手段之一。被外加电场加速旅局键的部分电离气体中的电子与中性分子碰撞，把从电场得到的能量传给气体。电子与中性分子的弹性碰撞导致分拆巧子动能增加，表现为温度升高；而非弹性碰撞则导致激发（分子或原子中的电子由低能级跃迁到高能级）、离解（分子分解为原子）或电离（分子或原子的外层电子由束缚态变为自由电子）。高温气体通过传导、对流和辐射把能量传给周围环境，在定常条件下，给定容积中的输入能量和损失能量相等。电子和重粒子（离子、分子和原子）间能量传递的速率与碰撞频率(单位时间内碰撞的次数)成正比。在稠密气体中，碰撞频繁，两类粒子的平均动能(即温度)很容易达到平衡，因此电子温度和气体温度大致相等,这是气压在一个大气压以上时的通常情况,一般称为热等离子体或平衡等离子体。在低气压条件下，碰撞很少，电子从电场得到的能量不容易传给重粒子，此时电子温度高于气体温度，通常称为冷等离子体或非平衡等离子体。两类等离子体各有特点和用途（见等离子体的工业应用）。气体放电分为直流放电和交流放电。
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