太阳核聚变的燃料来自哪里


 发布时间:2020-09-28 17:26:58

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

欧盟理事会、欧洲议会和欧盟委员会1日一致同意,在今后两年为国际热核聚变实验堆(ITER)计划拨款13亿欧元,以保证该项目的建设顺利推进。欧盟委员会负责预算与财经规划的委员雅努什·莱万多夫斯基表示,欧盟虽然面临债务危机,但不能失信于参加该项目的国际伙伴。ITER计划,又称“人造太阳”计划,是目前全球规模最大、意义深远的国际科研合作项目之一,其研究目的是验证全尺寸可控核聚变技术的可行性,为此而建造的国际热核聚变实验堆采用类似太阳发光发热的原理,使氢的同位素——氘、氚在超高温条件下发生受控核聚变反应,产生巨大能量,从而为人类提供可持续利用的清洁能源。ITER计划参与方包括欧盟、中国、美国、日本、韩国、印度和俄罗斯,项目造价预计高达128亿欧元,2007年该计划在法国南部的卡达拉舍进入正式实施阶段,预计于2019年年底开始试运行。根据协议,该计划的研究成果将由参与各方共享。(记者王晓郡)。

这一计划又被称为“人造太阳”,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,其目标是在和平利用聚变能的基础上,探索聚变在科学和工程技术上的可行性。在核聚变领域,我国与国际上基本同步,某些方面甚至领先2003年2月,我国正式加入ITER计划谈判;2007年,国家批准设立“ITER计划专项”;2008年,我国全面开展ITER计划工作。我国磁约束核聚变研究历史,可追溯至五六十年代。当时,中科院物理所最先建造了一个直线放电装置和两个角向箍缩装置,并于1974年建成了我国第一台托卡马克CT—6。

在过去的十多年里,这些标新立异的科学家们创立研究公司不下一打,希望能找到聚变反应堆的替代设计方案。他们中有些已经报告了鼓舞人心的成果,还有些已筹到可观的投资。三阿尔法公司也已增加了1.5亿美元,投资者包括微软联合创始人保罗·艾伦、俄罗斯政府风投公司Rusnano等。但成功也让他们对未来前景更加审慎。麻省理工学院(MIT)核物理学家杰弗里·弗雷伯格说,三阿尔法公司“要扩大反应堆规模的话,还要克服一些难题”。比如,公司必须证明它能达到10亿开氏度的高温,这是燃料点火所需的温度;还必须证明他们有实际可行的方法,把反应产生的能量转化为电力。

中新社合肥5月28日电 题:合肥“科学岛”上的现代版的夸父追日作者 孙策 吴兰在安徽合肥,有个科学岛,岛上的“人造小太阳”是世界核聚变界关注的焦点之地。太阳之所以能够源源不断地释放光和热,是因为其内部一直在发生着核聚变反应。全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST),正是模仿太阳的反应原理,被形象化的比喻为“人造小太阳”。当前,核聚变能源因安全性高、无污染成为许多国家大力发展的研究。制造“人造小太阳”前景美好,但条件苛刻。

我国先后建成并升级改造了中国环流器二号A和东方超环EAST,深入探索实现聚变能源的工程、物理问题。中国环流器二号A是我国第一个带偏滤器的大型托卡马克聚变研究装置。该装置2009年在国内首次实现了高约束模式运行。东方超环是世界上第一个“全超导非圆截面托卡马克装置”。2017年7月3日,EAST首次实现5000万度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行,创造世界纪录。华中科大和中科大两所高校也建设了自己的实验装置。

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。

同年美国因国内政策调整而退出ITER计划,其余三方继续合作对原工程设计进一步修改完善,于2001年7月完成了ITER工程设计、最终报告及主要部件的研制。我国于2003年作为全权独立成员正式加入ITER计划,同期,美国宣布重新加入ITER计划。此后,韩国和印度分别于2003年6月和2005年12月加入ITER计划。如今ITER计划发展成为了中、欧、印、日、俄、韩、美7方主导,30多个国家共同合作,覆盖人口超过全球一半,是仅次于国际空间站的国际大科学工程计划,也是目前世界上规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。

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)。

专家认为,如果在民用上能实现可控,将彻底改写人类的能源版图。不过,核聚变反应原理看上去虽然非常清晰,但要实现受控热核聚变反应却非常困难。罗德隆说,实现受控热核聚变反应至少要满足两个苛刻条件。第一,极高的温度。氘核与氚核间发生聚变反应时,温度须达到5000万摄氏度以上。这种在极高温度下才能发生的聚变核反应也称热核反应。在如此高温下,物质已全部电离,形成高温等离子体。第二,充分的约束。即将高温等离子体维持相对足够长的时间,以便充分地发生聚变反应,释放出足够多的能量。

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