现在的核电是核裂变还是核聚变


 发布时间:2020-09-20 05:51:40

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

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。

另外,中国工程物理研究院研制的Z箍缩驱动聚变技术也属于惯性约束,它是利用脉冲功率技术,创造大电流从金属套筒(后变为等离子体)流过的条件,产生超强电磁内爆,使等离子体套筒获得足够的内爆动能,然后与聚变靶丸相互作用,把动能变为辐射能,近似球对称低压缩热核燃料,最终实现大规模的热核聚变。惯性约束的好处在于设备可以做小,而且开、关火控制性能也比较好,适合在未来用于飞行器等领域,但其缺点是需要消耗大量能源产生激光用来点火,而且燃料靶丸制造成本也很高。

据英国每日邮报报道,3月5日,英国13岁学生爱德华兹在兰开夏郡中学实验室创建核聚变反应堆,成为世界上最年轻的“核实验专家”。当13岁的杰米·爱德华兹告诉校长计划在学校建造一个核反应堆时,校长提出一个疑问:“这项实验是否会引爆学校?”他的核聚变反应实验计划受益于14岁美国学生泰勒·威尔逊的启发,威尔逊此前曾是制造小型核聚变反应的全球最年轻研究者,2008年在美国内华达州完成核聚变实验。最初爱德华兹试图联系原子能实验室和大学研究机构,并寻求帮助,但是他们对爱德华兹并不重视。最后他选择了自己的学校,并获得了校长吉姆·霍瑞根的同意和3000英镑的实验经费。经过数月努力,爱德华兹在14岁生日之前完成了该实验。爱德华兹受到泰勒·威尔逊所用方法的启发,利用1.8万伏特的高压电使真空容器里的带电粒子相撞,使得氘原子核在高温下聚变成为氦原子核。专家小组在教室“辐射控制区域”观察了实验过程。他打开了实验开关,启动小型核聚变反应,最终在盖革计数器上读取到数值变化。(悠悠)。

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)。

激光点火时间必须控制在十亿分之一秒,才能引起燃料内爆压缩产生聚变能量。2013年9月,美国核聚变国家点火装置(NIF)宣布,首次实现燃料靶点输出能量超出输入能量。中国的“神光”高功率激光打靶装置,使我国成为继美国之后世界上第二个具备独立研究和建设新一代高功率激光驱动器能力的国家。基于磁约束的ITER计划被寄予厚望,该“人造太阳”工程的核心装置叫做“托卡马克”(TOKAMAK),名字来源于环形、真空室、磁、线圈的英文,由前苏联科学家阿齐莫维齐等人在上世纪50年代发明。

据介绍,中国各相关部门对HT-7退役非常重视。中科院等离子体研究所委托原子能科学研究院编制了《HT-7超导托卡马克装置退役项目环境影响评价报告表》。2012年12月,HT-7退役实施方案通过专家组论证。等离子体研究所还委托安徽省辐射环境监督站对退役场所及周围环境进行了验收监测。环境监测数据显示,该退役场所没有造成放射性污染,达到无限制开放要求。等离子体所党委书记张晓东介绍说,退役后,HT-7主机移至展厅安置,部分组件搬迁重新安装,继续为EAST服务。(记者蔡敏)。

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