核裂变和核聚变释放核能的区别


 发布时间:2020-09-25 17:09:54

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

这种装置极为复杂。它的环形容器缠绕着多套电磁线圈,以形成磁场来限制等离子体。还有更多线圈通过中心的洞以驱动通过等离子体的强大电流。还有它的燃料是氢同位素氘(D)和氚(T)的组合(D-T)。科学家们普遍认为,对原子能反应堆来说,D-T是唯一明智的选择,因为与其他组合燃料相比,它的燃点较低,只需大约1亿开氏度,而且能释放更多能量。但反应释放的能量80%都是超快中子的形式,这会对容器壁造成巨大破坏,产生高放射性。如果要发电,必须用中子的能量来加热传统蒸汽轮机中的水,这一过程的效率只有30%到40%。成本高、复杂、进展缓慢,这些问题也是惯性约束聚变所要面对的。惯性约束聚变是替代托克马克磁约束聚变的最主要方法,也获得了许多政府资助。这种方法是用高能激光束点燃冷冻的燃料丸,实现向心聚爆。惯性约束聚变的方案也已开展了几十年,如位于加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的国家点火装置,目前同样在为实现聚变发电的承诺而努力。

这项技术对于我们优化能源结构来说非常重要。”罗德隆表示。据罗德隆介绍,由于核裂变以金属铀作为燃料,目前其储存只能供世界使用100年。同时核裂变反应物质分解速度很慢,半衰期达到上万年甚至百万年,因而出现了切尔诺贝利及福岛等核辐射事件。而核聚变物质的主要来源是海水中氢的同位素,“一公升海水提取出的这种物质通过聚变反应产生的能量相当于燃烧300公斤汽油”。罗德隆表示,同时,聚变物质的半衰期只有几十年,对人类来说危害小很多。此外聚变过程中材料可自己冷却,生产的安全性也得到了保障。“如果核聚变成功的话,未来五十年将能够广泛使用。据我们测算,运用这项技术科维持人类能源消耗一千至两千亿年的时间,可以说是取之不尽、用之不竭的。”(完)。

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。

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。

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。

台基 人入 抚远县

上一篇: 新能源锂电池电池品牌排行榜

下一篇: 发改委:2015年节能环保产业产值将达4.5万亿元



发表评论:
相关阅读
网站首页 |网站地图 |互联网违法和不良信息举报中心

Copyright © 2012-2020 程门能源网 版权所有 0.10978