核发电厂是核聚变还是核裂变


 发布时间:2020-09-18 21:39:14

人类还不能“控制”它!核裂变原子能除了被用作战争武器,更多的是被人类和平利用,如建造核电站发电等,但利用聚变能可没那么容易。到目前为止,虽然人类已经可以实现不可控核聚变,如氢弹爆炸,但要想有效利用它,必须能“控制”核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出。这也成为人类掌握聚变

装置中央是个环形真空室,外面缠绕着线圈。通电时,内部会产生巨大螺旋型磁场,将等离子体加热到超高温度,以促成核聚变。中国科学院等离子体物理研究所的EAST托克马克,近年来取得了很高的成就。本文的新闻主角也都是使用这种约束方式。遭“质疑”且行且珍惜从理论上来讲,磁约束核聚变的工作原理已经清楚了,从实际操作来看,要想真正获取核聚变能,还面临大量物理和工程难题。而洛克希德·马丁公司宣布,设计的磁约束密集型核聚变装置,要想把尺寸控制在能放在一辆卡车上的大小(7×10英尺),且宣称在五年内造出原型,恐怕并非说起来那么简单。

据英国《新科学家》9月13日报道,上周,英国AWE(其前身为英国原子武器发展研究中心)公司、卢瑟福·阿普尔顿实验室和美国加州劳伦斯·利弗摩尔国家实验室的科学家们表示,他们将携手研发激光核聚变作为清洁能源。当氘、氚等较轻元素的原子核相遇时会聚合成较重的原子核,并释放出巨大能量,这一过程就是核聚变。人工控制的持续聚变反应可分为磁约束核聚变和惯性约束核聚变(分为激光核聚变、粒子束核聚变和电流脉冲核聚变3类)两大类。

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、法国等国家在内的科学家尽管都在聚变研究上取得了一些突破,但越来越多的研究者们意识到,仅靠一国之力,很难完成受控聚变实验堆的任务,ITER计划由此而生。

”11月28日,在科技部主办的“ITER十年——回顾与展望”会议上,科技部部长万钢表示。借ITER计划,中国部分核聚变技术走向世界前列ITER的构成相当复杂,需各项超前技术。我国陆续承担了ITER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,制造任务由上百家科研院所、企业承担。“参与ITER项目的十年,是中国核聚变技术能力与管理水平大跨步前进的十年。” 科技部中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆说。

从设计到建设,整个项目的自研率在90%以上,取得了68项具有自主知识产权的技术和成果。目前,中国在ITER七方采购包进度中已成为第一位。EAST国际顾问委员会不久前在合肥召开第五次会议称,EAST是目前国际上唯一有演示未来ITER将会遇到关键物理和技术问题的装置,毫无疑问这对于ITER及未来的聚变电站都具有重要借鉴意义。例如,EAST在国际上首次采用高温超导电流引线,而中国这一技术成功应用于ITER,可为ITER节省人民币1000万元/年的制冷电耗,并可减少1.5亿元人民币的低温系统建设投资。

东方超环再升级几十年来,人们一直在研究和改进磁场的形态和性质,以达到长时间的等离子体的稳定约束,还要解决等离子体的加热方法和手段,以达到聚变所要求的温度。把氘、氚的等离子体瞬间加热到1亿摄氏度,并至少持续1000秒,才能形成持续反应,让核聚变为人类所用。东方超环(EAST)寄托着中国科学家的期望。报道称,东方超环的主机部分,高11米,直径8米,重400吨,作为世界上第一个全超导非圆截面核聚变实验装置,集中了超高温、超低温、超大电流、超强磁场和超高真空5个极限。

宋贤 企盟 梁永宏

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