核聚變為什麼被稱為“人造太陽”

2021-06-20 17:11:15 字數 4658 閱讀 2571

1樓:

太陽發光的能源之謎,讓人類**了上千年,直到20世紀英國物理學家盧瑟福發現了核聚變反應,才促成了太陽的能量**於氫核聚變生成氦核的假說,太陽發光由此得到了合理解釋。氫核聚變的發現也使人類產生了新的夢想,在地球上做出“人造太陽”。

太陽的能量正是來自核聚變。太陽質量是地球的33萬倍(2×10

30千克),強大的引力使核心處密度高達150克/釐米3,溫度接近1360萬開。在這樣的條件下,氫核之間頻繁地進行碰撞,每秒要燃燒6.2億噸氫。

不過這樣強大的引力束縛條件在地球上是無法實現的,要大規模地進行人工核聚變必須尋找另外的途徑。

氫彈是以原子彈作為“觸發引擎”,利用原子彈促進**時產生的高溫,使氘發生核聚變反應。第一枚氫彈的研究工作由美籍匈牙利裔的科學家愛德華·泰勒領導,以液態氘作為核聚變原料。而蘇聯首先實現了可用於作戰的氫彈,其方案是採用鋰-6和氘的化合物氘化鋰作核燃料。

只是這些**對民用沒有什麼幫助。

那麼,怎麼和平地實現像太陽一樣的核聚變用於發電呢?我們要把非常少量的氘和氚氣體,加熱到非常高的溫度,並且讓它們在一個小範圍內充分碰撞。現在實驗中可以把氘、氚氣體加熱到太陽溫度的10倍,在這樣的高溫下,原子中的電子會被剝離開,變成等離子體。

關鍵在於怎麼把等離子體束縛在空間之中,讓它們不跟牆壁接觸。因為等離子體喜歡沿著磁力線跑,物理學家的辦法之一就是使用一個麵包圈形狀的“籠子”,讓等離子體環繞中間的磁場運動。這樣的裝置叫作“託卡馬克”。

但等離子體並不總是老實地繞著磁場旋轉,它們會發生各種複雜的不穩定性。多年以來,物理學家已經解決了很多不穩定性,可是就好像物理學在故意捉弄我們一樣,新的不穩定性又不斷地被發現。

不過,大自然有時候也會給物理學家一點驚喜。2023年,德國科學家發現如果把對等離子的加熱功率從160萬瓦提高到190萬瓦,整個約束會突然變好。物理學家至今也沒完全搞清楚這是怎麼回事,只好把它籠統地稱為“高約束模式”。

現在包括中國合肥的“先進超導託卡馬克實驗裝置”在內,我們已經能夠比較自如地在實驗中實現高約束模式。

目前有中國參與的“國際聚變實驗反應堆”專案正在進行之中,這將是史上最貴的科學實驗。按照計劃,這個裝置將在2023年前實現對等離子體的穩定控制和10倍於輸入能量的聚變能量輸出。如果一切順利,那麼第一個商業示範反應堆將在2023年前建成。

屆時“人造太陽”就可以永駐地球之上造福人類了。

2樓:大哥都知道

這個是很簡單的物理原理. 氫彈是以原子彈作為“觸發引擎”,利用原子彈促進**時產生的高溫,使氘發生核聚變反應。

3樓:香香甜甜的

因為太陽發光發熱就是在太陽裡面一直產生核聚變反應,所以核聚變才會被稱作人造太陽。

4樓:

因為太陽產生的核聚變能量很大,所以核聚變被稱作是人做太陽。

5樓:大哥都知道的

這個稱為人造太陽是有原因的,因為等離子體喜歡沿著磁力線跑,物理學家的辦法之一就是使用一個麵包圈形狀的“籠子

6樓:糾結的迴圈

因為等離子體喜歡沿著磁力線跑,物理學家的辦法之一就是使用一個麵包圈形狀的“籠子”,讓等離子體環繞中間的磁場運動。這樣的裝置叫作“託卡馬克”。

7樓:海的味道有味道

因為太陽的能量正是來自核聚變。所以核聚變被成為人造太陽。

8樓:胖苑圓滾滾

人造太陽是熱核聚變,是最終解決我國乃至全人類能源問題的戰略新能源。

9樓:西西子子

氫核之間頻繁地進行碰撞,每秒要燃燒6.2億噸氫。不過這樣強大的引力束縛條件在地球上是無法實現的,要大規模地進行人工核聚變必須尋找另外的途徑。

10樓:熊熊佳秉

因為核聚變產生的能量巨大,很接近太陽產生的能量。

11樓:匿名使用者

人造太陽的母體還是增加能量

中國人造太陽正式誕生,不過這個“太陽”到底有什麼用?

12樓:春天的離開

iter主要目的在於模擬太陽產生能量的核聚變過程,因此其核心裝置“託卡馬克”被稱為“人造太陽”。

iter是當前世界規模最大、耗時最長、影響最深遠的國際大科學計劃之一。iter是當前世界規模最大、耗時最長、影響最深遠的國際大科學計劃之一。

根據協議,歐盟、中國、美國、日本、韓國、印度和俄羅斯共同資助iter專案,其中歐盟承擔約45%,其他6方各承擔約9%,資助包括資金和實物兩個部分。

擴充套件資料

28日的安裝啟動儀式標誌著iter進入安裝階段,由此前接收成員國部件等前期籌備工作正式轉換到組裝工作。到2023年年底,iter施工方將按照工作進度表接收和安裝托克馬克裝置的各主要大型部件及輔助設施。

完成主要部件安裝後,計劃2023年年底到2023年年底開始進行冷測試除錯工作,並在2023年12月實現第一束等離子體,這將標誌著iter由安裝階段轉入執行階段。

13樓:洋蔥

國際熱核聚變實驗反應堆的原理類似太陽發光發熱,它要在上億攝氏度的超高溫條件下,利用氫的同位素氘、氚的聚變反應來釋放核能,所以這一計劃又被稱為“人造太陽”計劃。由於核聚變的燃料(氘和氚)可以從海水中提取,所以人們用不著擔心有一天它會用完。而且核聚變

反應不會產生溫室效應和核廢料,相對來說更清潔更安全。國科學院等離子體物理研究所今天宣佈,國家大科學裝置——世界上第一個全超導託卡馬克(east)東方超環再傳捷報,實現了穩定的101.2秒穩態長脈衝高約束等離子體執行,創造了新的世界紀錄。

這標誌著,east成為世界上第一個實現穩態高約束模式執行持續時間達到百秒量級的託卡馬克核聚變實驗裝置。這一

里程碑性的重要突破,表明我國磁約束聚變研究在穩態執行的物理和工程方面,將繼續引領國際前沿,對國際熱核聚變實驗堆(iter)和未來中國聚變工程實驗堆(cfetr)建設和執行具有重大的科學意義,同時為人類開發利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術基礎。east高11米、直徑8米、重達400噸,是我國***核聚變實驗裝置,其科學目標是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下,像太陽一樣發生核聚變,為人類提供源源不斷的清潔能源,所以也被稱

為“人造太陽”。經過多年研究,中國科研團隊成功攻克了一批國際共性難題,在世界上首次實現了5000萬度等離子體持續放電101.2秒的高約束執行,實現了從60秒到百秒量級的跨越。

iter計劃則是當前世界上規模最大的國際科技合作專案,是人類探尋未來高效清潔能源的重要途徑。實現穩態長脈衝高約束等離子體執行是未來聚變堆亟待解決的關鍵科學問題。

14樓:卷枋茵

中國人造太陽正式誕生,這個“太陽”有什麼用?專家一句道出真相,

我國的“人造太陽”其實是用來實現可控核聚變的託卡馬克裝置,由於現實中的太陽也是以核聚變為能量**的,

因此我國的可控核聚變裝置也被稱為“人造太陽”,其最終目的就是讓我們得以利用可控核聚變的巨大能量從而徹底解決能源危機。

在很長一段時間內科學家都不知道太陽的能源究竟來自何方,直到上個世紀初隨著物理學的進步人們才意識到太陽發光發熱的能量**就是內部的核聚變反應。

巨量的氫元素在太陽核心的超高溫和超高壓環境中不斷髮生著核聚變反應,而地球僅僅接收了太陽能量的極小一部分就得以演化出萬千生靈。

15樓:悅樾躍鑰

這個可能就是想做一些研究吧,或者為以後的突發事件做好準備。

16樓:大夢子的秋小秋

作用就是在陰雨天提供熱量和光,而且不會產生溫室效應。

17樓:在黃龍寺跳傘的芥藍

人造太陽莫非是要代替現在的太陽?等現在的太陽消失了,就用一人照的太陽嗎?

18樓:雪

我覺得這是對於一些植物的補充,或許對於能源有重要作用。

19樓:house熊仔子

看來我們中國人已經掌握核能了???

20樓:我是你爸爸任

他應該就是起到一個輔助作用吧輔助那些之前不能滿足的光源。

21樓:浮生晨風

這個可以釋放核能,而且還不會對環境造成影響和破壞。

22樓:

這個我覺得應該就是一些能源的補充吧,沒有好多作業

23樓:匿名使用者

這個太陽能夠增加熱度且能夠發電什麼的很厲害。

24樓:否羑澤丶亦良

可以用來補充能源或者照亮一些深不可測的地方吧。

25樓:

這個太陽對人們的生活還是有著很大的作用的啊

26樓:來自舜皇山低調的藍皮鼠

可控核聚變,未來最可靠的能量**,利用托克馬克磁約束裝置實現穩定的核聚變,源源不斷髮出熱,參與核反應的輕原子核,如氫(氕)、氘、氚、鋰等從熱運動獲得必要的動能而引起的聚變反應(參見核聚變)。熱核反應是氫彈**的基礎,可在瞬間產生大量熱能,但尚無法加以利用。如能使熱核反應在一定約束區域內,根據人們的意圖有控制地產生與進行,即可實現受控熱核反應。

這正是在進行試驗研究的重大課題。受控熱核反應是聚變反應堆的基礎。聚變反應堆一旦成功,則可能向人類提供最清潔而又是取之不盡的能源。

人類未來要走出地球,實現星際航行,可控核聚變是第一步

27樓:匿名使用者

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