核聚变可以人为控制吗?核聚变的方式以及能的最大应用等等……

核聚变可以人为控制吗?核聚变的方式以及能的最大应用等等……
核聚变可以人为控制吗?
核聚变的方式以及能的最大应用等等……

核聚变可以人为控制吗?核聚变的方式以及能的最大应用等等……
能不能发明一种装置,模仿太阳产生能量的过程,在地球上升起一个“人造太阳”?此事并非梦想! 根据“可控热核聚变”原理研发的“人造太阳”计划取得重大突破,中国科学院等离子体物理研究所研制的,世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置——“EAST”实验装置,主要技术问题已被攻克,正进入总装阶段. 1、“人造太阳”的原理 把氢弹爆炸产生的能量转化为电能 太阳之所以能够释放出能量,是因为在太阳上不断进行着核聚变.如果氢弹的爆炸过程中产生的能量被缓慢而稳定地输出,转化为电能,那氢弹就不再是屠戮生灵的武器,而成了泽被百姓的一个能源库——人造太阳. 根据“可控热核聚变”原理研发的“人造太阳”计划正在取得重大突破,它将带来人类能源供应格局的根本性变革. 科学家的想法总是奇特而极具想像力.太阳为地球提供了大量能量,孕育了地球生命.能不能发明一种装置,模仿太阳产生能量的过程,在地球上升起一个“人造太阳”?此事并非梦想.科学家不仅提出了实现这一设想的理论,甚至在实验室中成功制造了极其短暂的“人造太阳”奇观. 与国际空间站研究、欧洲加速器、人类基因组测序研究等项目一样,该领域的研究也是一个国际科技合作项目.参与该项目的中科院等离子体物理研究所专家告诉新华社记者,按照目前的进度,最乐观估计,人类有可能在50年后用上“人造太阳”发出的清洁能源,将彻底变革世界能源供应格局. 太阳之所以能够释放出能量,是因为在太阳上不断进行着核聚变.在地球上,人类也早已实现了核聚变——氢弹爆炸.但氢弹是一种武器,爆炸时会在极短的时间内释放出极大的能量,从而在一定范围内产生毁灭性的后果. 如果氢弹的爆炸过程被人为地大大减缓,如果爆炸产生的能量被缓慢而稳定地输出,转化为电能,那氢弹就不再是屠戮生灵的武器,而成了泽被百姓的一个能源库———人造太阳. 因此,人造太阳又被称为“可控热核聚变”. 2、“人造太阳”如何控制? 惯性约束和磁约束控制核聚变 “人造太阳”的关键是能否对核聚变实现人为控制.20世纪下半叶,聚变能的研究取得了重大进展,前苏联科学家托卡马克于上世纪60年代发明了一种环形磁约束等离子体实验装置.数十年来,科学家们已经验证了托卡马克磁约束产生聚变能的科学可行性. 关键是能否对核聚变实现人为控制.控制核聚变有两种途径：惯性约束和磁约束.磁约束是利用强磁场可以很好地约束带电粒子这个特性,构造一个特殊的磁容器,建成聚变反应堆,在其中将聚变材料加热至数亿摄氏度高温,实现聚变反应.20世纪下半叶,聚变能的研究取得了重大进展,托卡马克类型的磁约束研究领先于其他途径. 托卡马克是前苏联科学家于上世纪60年代发明的一种环形磁约束等离子体实验装置.数十年来,科学家们已经验证了托卡马克磁约束产生聚变能的科学可行性.但是,实验的结果都是在数秒钟时间内以脉冲形式产生的,与实际反应堆的连续运行仍有较大距离.研究工作的重大突破在超导技术被成功应用于产生托卡马克强磁场的线圈上,建成了超导托卡马克,使得磁约束位形的连续稳态运行成为现实.目前,俄、日、法、中四国已拥有超导托卡马克. “国际热核试验堆（简称ITER）”于1985年正式确立,其目标是要建造一个可自持燃烧（即“点火”）的托卡马克聚变实验堆,验证聚变反应堆的工程可行性,聚变输出功率可达1500兆瓦.ITER计划由俄、日、美、欧四方共同承建.2003年2月18日,在俄罗斯圣彼得堡召开的“ITER第八次政府间谈判会”上,中国宣布作为全权独立成员加入ITER计划谈判.这意味着中国承诺承担ITER工程总造价46亿美元的10％,并享受全部知识产权. 由于ITER计划十分接近商用,它的成功实施可望为人类开发新一代战略能源带来一次革命.自1988年启动以来,ITER计划完成了物理和全部工程设计,完成了许多关键部件的预研.目前各参与方正在协商ITER的建设地点,预计工程建设将于2005年开始,8～10年完成. 3、“人造太阳”最新突破 中国“EAST”装置进入总装阶段 在“人造太阳”实验装置中,中国的核聚变研究全面进入世界前沿,中国科学院等离子体物理研究所“EAST”装置等离子体稳定运行的时间可达16分钟,是迄今为止世界上能让等离子体运行时间最长的“人造太阳”实验装置. 中科院等离子体物理研究所于1994年底建成中国第一个超导托卡马克HT－7装置,1995年正式投入运行.它使中国成为世界上第四个拥有此类装置和实验技术的国家,为中国的聚变研究全面进入世界前沿领域奠定了坚实的基础. 在该装置上,最长等离子体放电时间已达240秒.为了实现等离子体更长时间、更稳定地运行,在该装置的基础上,研究所研制了“EAST”实验装置.在这一实验装置上,科学家们使用了更多的超导技术,被称为世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置. 等离子体长时间稳定运行是实现控制核聚变的前提条件之一.在目前世界上的“人造太阳”实验装置中,等离子体稳定运行的时间都很短,最长的也只有4分多钟,而“EAST”装置由于采用了先进的非圆切面和全超导技术,等离子体稳定运行的时间可达16分钟,是迄今为止世界上能让等离子体运行时间最长的“人造太阳”实验装置. 目前,这一装置的主要技术问题已被攻克,正进入总装阶段,计划于2005年建成. 专家们认为,这一实验装置可为国际热核聚变研究建设提供更多的直接经验,并为未来聚变实验堆提供重要的工程和物理实验基础.