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  • 1 # 思維體育館

    首先,我們要搞清楚什麼是人造太陽。

    核聚變產生能量的原理與太陽發光發熱相似,因此在地球上以探索清潔能源為目的的可控核聚變研究裝置,又被稱為“人造太陽”。

      “中國環流器二號M”是我國新一代的可控核聚變研究裝置,位於四川成都,由中核集團核工業西南物理研究院承建,是開展聚變堆核心技術研究的關鍵平臺。

      該裝置以氫、氘氣體為“燃料”,透過把它們注入裝置並擊穿、“打碎”產生近堆芯級別的等離子體,來模擬核聚變反應。2019年6月,伴隨著主機線圈系統的交付,其全面工程安裝拉開序幕。

      “目前工程安裝進展順利,預計2020年‘中國環流器二號M’就可以投入執行,開展相關科學實驗。”中核集團核工業西南物理研究院院長段旭如說。

      據介紹,與國內同類裝置相比,“中國環流器二號M”裝置採用了更先進的結構與控制方式,等離子體溫度將有望超過2億攝氏度,該裝置將為我國參與國際熱核聚變實驗堆(ITER)相關實驗與執行,以及未來自主設計建造聚變堆提供重要技術支撐。

  • 2 # 52赫茲實驗室

    這個問題我覺得可以從下面幾個方面來看看:

    為什麼要造個人造太陽?

    我們“人造太陽”首次實現了1億度執行,為什麼要造個人造太陽呢?實際上人們在研究的是一個可控的高溫環境,最終的目的是為了實現可控核聚變

    什麼是可控核聚變呢?

    這裡要說下核裂變,它的缺點之一就是原材料並不是取之不盡用之不竭的,能夠發生核裂變鏈式反應的重元素燃料就那麼幾種

    核聚變簡單說就是較輕的核聚變為較重的核,主要原材料是氫的同位素: 氘和氚。

    其中 氘在海水中的儲存量很大,大約是十萬分之一,也就是說每升海水中含有0.03g的氘。0.03g的氘聚變產生的能量相當於300升汽油,海水中總的氘儲存量是上百億噸,這些氘聚變產生的能量足夠為我們人類提供上億年的保障,再加上氘的提取方式還很便捷

    另外核聚變給我們帶來很多好處,不過它也有壞處。最主要的一個 就是核廢料,就是裂變之後產生的核廢料

    那麼這些核廢料怎麼處理呢?現在主要用固化玻璃才封裝,然後扔到海里。但是這都不是根本處理問題的辦法啊

    核聚變產生的廢料半衰期很短很短,也就是說聚變之後產生的廢料在短時間內就衰變成穩定元素了

    要想核聚變需要哪些條件呢?

    要想滿足核聚變,首先需要原子核不需要電子,也就是要將原子核與電子分開。怎麼做呢? 就是透過高溫。溫度的微觀表象是什麼?是粒子的運動劇烈程度,說白了就是讓微觀粒子劇烈運動擺脫共價鍵的束縛。處於這種狀態的物質叫做等離子體,光有等離子體還不行。原子核是帶正電的,不同原子核之間存在斥力,同一個原子核裡的質子和中子還存在更強的力-強力

    要想吧這些阻力克服掉,發生劇變反應。必須要滿足三個條件:高溫、高密度、高封裝時間,三者缺一不可

    高溫就是讓這些微觀粒子劇烈運動,高密度就是為了增大原子核接觸的機會,長時間的封裝環境來保持等離子的狀態

    人造太陽什麼時候才能用?

    我國新一代的可控核聚變研究裝置“中國環流器二號M”目前建設順利,預計2020年投入執行,開展相關科學實驗

  • 3 # 信陽小哥

    科學家們可能會實施熱核反應,但還須研究出控制這種反應的方法。否則“點燃”了輕元素核子的混合物,引起了一場原子爆炸,而我們卻來不及去利用這些能量。

    利用熱核反應中所放出的能量,可能有兩種辦法。第一種辦法就是減慢核子混合物燃燒的速度。大家知道在太陽和其他恆星上都進行著這種緩慢的燃燒。於是很自然的會問:科學家用這個辦法能在地球上製造小型的人造太陽嗎?這個問題很吸引人的,熱核反應的人造太陽能可以在光合作用方面利用。我們知道,植物的綠葉能夠吸收葉面上太陽光能40%。植物透過光合作用把能量在有機物裡積蓄起來,而這種能量在化學燃料燃燒時便可供我們利用。在未來,我們完全可能用熱核反應和加速光合作用的辦法來製造化學燃料,然後把這種化學燃料給運輸和發電方面用。

    利用熱核反應原理造成幾個小型的人造太陽,便能使地球區域性的氣候發生很大變化。這些人造太陽可以安裝在人造衛星上,既能固定在一個地區的上空而不移動,也能使它象太陽一樣有日落日出。相信很快我們就可以看到人造太陽昇空。

  • 4 # 科普大世界

    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。

    目前的可控核聚變實驗裝備一般被叫做全超導託卡馬克核聚變試驗裝置,又被叫做EAST,“東方超環”是中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所自主研製的磁約束核聚變實驗裝置,它也是全世界第1個全超導托克馬克裝置,是我國第四代可控核聚變實驗裝置。

    該裝置實驗碩果累累,2017年在全世界首次實現了5000萬度等離子體持續放電101.2秒的高約束執行,2018年底,又首次實現了1億度等離子體放電,實現加熱功率超過10兆瓦,等離子體儲能增加到300千焦。最新的這次試驗達到了1億攝氏度保持10秒,毫無疑問這是一個讓世界矚目的實驗成就。

    1億攝氏度的高溫有多麼的驚人?比較一下感觸更深,超過50攝氏度的氣溫會讓我們熱得喘不過氣來,一個大氣壓下,水被加熱到100攝氏度就會沸騰,熔點最高的金屬鎢在3410攝氏度時就會融化,已知熔點最高的物質五碳化四鉭鉿熔點為4215攝氏度,太陽的表面溫度大約為5600攝氏度℃,太陽的內部溫度大約為1500萬攝氏度,可見東方超環創造出的1億攝氏度的高溫要比太陽內部的溫度還要高6~7倍,比太陽表面的溫度則高了18,000倍左右。

    所以“東方超環”這樣的託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。

    人類對核聚變技術的應用最主要體現在“氫彈”上,氫彈是大當量的核武器,前蘇聯曾經制造過5000萬噸TNT當量的最大氫彈,其爆炸產生的破壞力非常巨大。不過“東方超環”這樣的託卡馬克裝置卻是為了發電用的,它追求的是可控核聚變發電技術。

    可控核聚變發電技術被視為人類解決能源問題的終極方案,它的發電效率極高,而且不會造成汙染,也不會像現在的核電站依靠核裂變發電會出現有害輻射現象。不過可控核聚變發電技術目前還有很多瓶頸,但隨著相關科技人員的一步步攻關,人類終將獲取這一技術,並利用這一技術實現能源供給,並且該技術也將大大加快科技的發展,不過從目前的進展來看,未來的二三十年之中,可控核聚變發電技術還很難造福人類。

    參考資料:

    新華網4月3日文章《中國“人造太陽”首次實現1億攝氏度執行10秒鐘》

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