华龙一号核电站是核聚变吗


 发布时间:2020-09-25 18:21:42

我国在研制过程中取得重大突破,解决了一系列聚变工程关键技术难题——2013年8月,我国研制生产出大电流高温超导直流电缆,这是向国际热核聚变实验堆供货的超导电缆;2016年4月,中国承担生产和设计的首个超大部件——脉冲高压变电站首台主变压器,运往ITER设施的建造地法国;2016年

从能量得失来看,聚变裂变混合堆利用裂变倍增了聚变能,其值可达一个数量级,因此聚变堆芯只要接近或达到能量得失相当,就有建造的意义。在混合堆中,聚变要不断加料才得以维持,而裂变处于次临界状态,不存在超临界等安全问题。当前一些大型托卡马克装置已达到混合堆的聚变堆芯要求,而裂变是成熟技术可以直接采用。混合堆减轻了对材料的要求,是纯聚变堆商用的过渡堆型。四、核爆聚变电站所谓核爆聚变电站就是利用聚变装置爆炸释放的能量来发电,聚变装置的设计原理和氢弹基本相同。

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。

ITER本身将不能被用来发电,发电重任将交给聚变示范电站。但迄今为止尚没有一座反应堆能够产生净能量增益(即产出能量大于输入能量),科学家期望ITER能够突破上述障碍。《科学》杂志网站曾报道,欧盟负责聚变研发工作的机构——欧洲聚变发展协会(EFDA)发布了欧盟聚变示范电站(DEMO)设计与开发路线图,计划于2050年建成一座未来可供工业界使用的原型聚变电站。该路线图认为,人类在利用聚变发电方面取得进展的关键在于ITER,因此需要倾力确保其成功,其中包括研究现有小型反应堆的各种运营方案。路线图指出,最大的技术挑战是如何从未来的聚变反应堆中排除核反应后的废气。中国科学院等离子体物理研究所正积极开展中国下一代超导聚变堆(CFETR)的设计和相关预研,期望通过5-6年的努力,完成中国聚变工程实验堆的设计和关键部件预研,具备建设世界第一个能够长时间发电的聚变实验工程堆的能力,在下一个5年计划的中后期开始中国磁约束工程实验堆的立项和建设。尹晓宇。

但在实践中,试图模仿一颗恒星会导致可怕的工程问题:困在磁场中的极热等离子常常会扭曲,就像一条被激怒的蛇,不顾一切地要逃出来。长期以来,聚变研究人员更喜欢托克马克装置,认为它是控制等离子体“怪兽”的最佳手段。与以前的其他装置相比,这种反应堆实现的等离子体密度、温度和禁闭时间要高得多。物理学家也对原来设计进一步精简,并改进了托克马克控制高能等离子体的方式。但从一开始,许多物理学家就想知道托克马克装置能否扩大规模,以商业化模式发电供电。

2017年7月,EAST装置在世界上首次实现了5000万摄氏度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行,创造了核聚变的世界纪录。这一里程碑式的突破,表明在稳态运行的物理和工程方面,我国磁约束核聚变研究走在国际前沿。罗德隆说,在大力推进自身托卡马克装置研制和实验的同时,我国也积极参与、推动国际热核聚变实验堆ITER计划。他介绍,ITER的构成相当复杂,需要各项超前技术。我国陆续承担了该计划18个采购包的制造任务,涵盖了ITER装置几乎所有的关键部件,制造任务由几十家科研院所、企业承担。

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。

国际热核聚变实验堆计划,简称“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。该计划倡议于1985年,工程设计于2001年完成,此后经5年谈判,包括中国在内的七个国家于2006年正式签署联合实施协定,正式启动历时将达35年的ITER计划,2013年6月,主装置“托卡马克”综合体建设工作在法国开始,ITER项目正进入全面建设阶段。ITER计划的实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用聚变能,从而可能影响人类从根本上解决能源问题的进程。

有没有什么方法,在把气体加热成高温等离子体时又不让其逃逸或飞散呢?罗德隆说,目前主流可控核聚变方式主要有磁约束核聚变、激光约束(惯性约束)核聚变、超声波核聚变。其中,磁约束是利用强磁场约束带电粒子,构造反应腔,建成聚变反应堆,将聚变材料加热至数亿摄氏度高温,实现聚变反应。“目前,磁约束核聚变在实验室条件下已接近于成功,成为国际上主流的研究方向。”磁约束的概念由苏联科学家在50年代初提出,并于1954年建成了第一个磁约束装置。

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