核聚变释放的能量是核能吗


 发布时间:2020-09-24 19:14:28

此外,在此基础上,解决维持运转所耗费的能量大于输出能量的问题。研究可受控聚变,是人类漫长的“夸父逐日”。据了解,截至目前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。因此,还没有一台托卡马克装置能够实现长时间的稳态运行。包括中国、美国、法国等国

核聚变的特点是零碳污染、环境可持续,但释放的能量巨大,菠萝大小的燃料能提供1万吨煤炭提供的能量;聚变燃料可从海水中提取,几乎用之不尽;即便聚变反应受到干扰,反应堆也可安全关闭,由于燃料用量很少,一次只要2到3克,也不用担心发生堆芯融化等事故。比戈介绍说,ITER至2025年阶段的最新总预算为200亿欧元(约合236亿美元),迄今已用掉近一半的资金。作为总干事,比戈表示自己的主要任务就是让7个参与方齐心协力,按时交付各自负责建造的组件。

人造太阳是个啥?国际热核实验反应堆(ITER)计划也被称为“人造太阳”计划,由欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度等7方共同参与,其目的是借助氢同位素在高温下发生核聚变来获取丰富的能源。其原理类似太阳发光发热,即在上亿摄氏度的超高温条件下,利用氘、氚的聚变反应释放出核能。核聚变燃料氘和氚可以从海水中提取,核聚变反应不产生温室气体及核废料。由于原料取之不尽,不会危害环境,这一计划被寄希望解决未来的能源问题。

HT-7超导托卡马克装置是中国第一个、世界第四个超导托卡马克。1991年,等离子体所和俄罗斯库尔恰托夫科学中心核聚变研究所签订合作协议,在其后的3年里,通过国际合作建成HT-7并投入运行,为中国和世界核聚变研究事业作出重要的贡献。2008年连续重复实现长达400秒的等离子体放电,电子温度1200万摄氏度,创造了当时国际同类装置中时间最长的高温等离子体放电的新纪录。作为HT-7的下一代升级装置,由等离子体所自主设计、研制并完全拥有其知识产权的EAST装置是世界上第一个非圆截面全超导偏滤器托卡马克。

记者8日从中科院合肥物质科学研究院获悉,中国第一台超导核聚变实验装置HT-7在完成最后一次放电实验,并经环评验收与设备监测等工作后,近日被中国科学院和环保部批准正式退役,成为中国首个获批退役的大科学工程装置。高参数稳态运行是未来核聚变反应堆运行最重要的科学技术难题之一,国际核聚变研究同行们多年来一直在努力解决这一问题。1994年底建成的中国第一台超导核聚变实验装置HT-7超导托卡马克,1995年初正式投入物理实验,主要目标是研究准稳态高温等离子体特性和托卡马克稳态运行技术。

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。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,目前,法国、日本、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2000万摄氏度,中心粒子密度每立方米1.5×1019个。

首先需要将氘氚的等离子体瞬间加热到1亿摄氏度,并至少持续1000秒,才能为人类所用。记者近日走进科学岛上的中科院合肥研究院等离子体物理研究所(简称等离子体所),走近“人造小太阳”EAST,探寻演绎数十年的现代版夸父追日的故事。等离子体所成立于1978年,以探索、开发、解决人类无限而清洁的新能源为目的。它是中国最重要的核聚变研究基地之一,是世界实验室在中国设立的核聚变研究中心。在探索新能源过程中,该所先后建造了中小型托卡马克HT-6B和HT-6M以及超导托卡马克HT-7和全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)。

HT-7是中国磁约束核聚变研究走向世界前沿的见证。稳态运行的核聚变反应堆产生能量的方式和太阳产生能量的方式相同,都是由原子核聚变放出巨大能量,因此它也被俗称为“人造太阳”。20世纪80年代中期,美国、苏联等国发起了国际热核实验反应堆ITER计划,旨在建立世界上第一个受控热核聚变实验反应堆。中国于2003年加入该计划,中科院等离子体研究所是国内主要承担单位。在HT-7的研究基础上,中科院等离子体研究所还研制成世界新一代的全超导托卡马克EAST,并于2006年首次成功进行了放电实验。

核能是组成原子核的中子和质子重新分配和组合时释放的能量,包括重核的裂变和轻核的聚变两种类型。当今世界上已经建成和广泛使用的反应堆都是裂变反应堆,聚变反应堆目前尚处于研究设计阶段。与核裂变相比,核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中几乎取之不尽的氘,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。要实现持续的轻核聚变反应,要求相当苛刻。必须在超高温和高压的情况下发生,而且伴随着巨大的能量释放,温度可达上亿度,几乎没有任何材料可以承受。

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