40万亿吨氘氚混合燃料核聚变


 发布时间:2020-09-24 01:16:41

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

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。

ITER计划的目标是在法国共同建造一个超导托卡马克型聚变试验堆。总共分为建造、运行、去活化、退役4个阶段。根据ITER计划的部署,2007年至2025年为建造阶段;2026年至2037年为运行阶段;2037年至2042年为去活化阶段。作为世界上第一个大型托卡马克聚变试验堆,ITER工程体量巨大。目前在法国南部卡达拉什附近建造的ITER托卡马克装置将有10层楼高,保护极低温部件的第一道屏障外杜瓦尺寸相当于天坛祈年殿。磁体系统共包括18个环向场线圈,其中一个线圈的重量就与波音747相当。而一个内真空室重量比法国埃菲尔铁塔还重。整个装置目前仍处在工程建设阶段,预计在2050年左右实现核聚变能商业应用。(连 政)。

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。

制造一个装置,通过受控热核聚变反应获得无穷尽的新能源。这就相当于人类为自己制造一个或数个小太阳,源源不断从核聚变中得到能量。1939年,美国物理学家贝特证实,一个氘原子核和一个氚原子核碰撞,结合成一个氦原子核,并释放出一个中子和17.6兆电子伏特的能量。这个发现,揭示了太阳燃烧的奥秘。ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的“超导托卡马克”。作为聚变能实验堆,ITER计划把上亿摄氏度、由氘氚组成的高温等离子体约束在体积达837立方米的磁场中,产生50万千瓦的聚变功率,持续时间达500秒。

激光核聚变是利用激光照射核燃料使之发生核聚变反应,由于其在许多方面与氢弹爆炸非常相似,所以,自上世纪60年代激光器问世以来,科学家就开始致力于利用高功率激光使聚变燃料发生聚变反应,来研究核武器的某些重要物理问题。激光核聚变反应堆不会产生大量可能会熔化的热物质。不过,核聚变中子非常危险。燃料中的氚也具有放射性,会释放出β粒子,人吸入这种粒子会有危险,而且其半衰期很长,为12.5年。现今,全球最大的核聚变激光装置是位于劳伦斯·利弗摩尔国家实验室的国家点火装置(NIF),该实验室的科学家们希望到明年年底,能从核聚变中获得足够多的能量来产生激光脉冲从而实现“点火”。点火是种能自我维持的反应,可产生远超“盈亏”点的大量能量。(刘霞)。

欧盟委员会日前宣布,欧盟成员国以及瑞士的聚变研究实验室共同启动一个名为“欧洲核聚变”的新项目,旨在推动聚变能技术研究。2012年末,上述聚变研究实验室一致通过了2050年前聚变能发展路线图。研究人员希望,“欧洲核聚变”项目能解决路线图初始阶段的重要科学和技术挑战,重点之一就是为正在法国建造的国际热核聚变实验堆提供科学和技术支持。“欧洲核聚变”各参与方共同成立了一个为期五年(2014年至2018年)的联合项目,总预算约为8.5亿欧元。欧盟委员会副主席、负责能源事务的委员京特·奥廷格指出,聚变能有潜力作为一种可靠、安全和可再生能源使用,且不会排放二氧化碳。“欧洲核聚变”项目将有助于欧洲在聚变研究领域继续保持领先地位。(记者张晓茹)。

方晓明 西磁 吴恩海

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