先说结论,中国“人造太阳”这个装置的最大意义在于提供核聚变研究平台,助力开发人类的终极能源 。以下是详细说明 。
什么是“人造太阳”EAST
全超导托卡马克核聚变实验装置装置,其运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚,通过类似变压器的原理使其产生等离子体,然后提高其密度、温度使其发生聚变反应,反应过程中会产生巨大的能量 。2009年,世界上首个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置(EAST)首轮物理放电实验取得成功,标志着我国站在了世界核聚变研究的前端 。2016年2月,中国EAST物理实验获重大突破,实现在国际上电子温度达到5000万度持续时间最长的等离子体放电 。2018年11月12日,从中科院合肥物质科学研究院获悉,EAST近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破 。
人造太阳有什么用
能源是可以为人类生产或生活提供所需的光、热、动力等任一形式能量的资源 。作为人类最伟大的发明之一和未来最理想的能源,核能在世界能源体系中扮演着越来越重要的角色 。
而人造太阳就可以提供核聚变研究平台,助力开发人类的终极能源 。
什么是核聚变?
核聚变,顾名思义,是利用原子核聚变反应产生能量 。人类最早发现的核聚变反应是太阳内的核反应,它不断地向外辐射能量,向地球输送能源 。因此,核聚变也被看作是宇宙的能源 。它的好处也是显而易见,比如安全性高,废料处理成本低,原料容易获得等等 。
核聚变的燃料,氢的同位素氘在海水中储量极为丰富,从一升海水中提出的氘,在完全的聚变反应中可释放相当于燃烧300升汽油的能量 。核聚变反应堆不会产生污染环境的硫、氮氧化物,更不会释放温室效应气体,而且核聚变反应堆具有绝对的安全性 。可以说它是一种无污染,无核废料,资源近乎无限的理想能源 。受控核聚变发电的实现将从根本上解决人类的能源问题 。这话说起来容易,实践起来谈何容易,太阳是一颗中等质量的恒星,质量相当于地球的N倍,其内部可以达到1500万度的高温和N个大气压的高压,所以能够产生可持续的核反应 。而氢弹,其爆炸机理干脆就是用原子弹当引信,利用原子弹核裂变反应产生的高温高压引发核原料产生聚变反应 。受控核聚变反可用惯性约束或者磁约束的方式使之发生可控的、安全的核聚变反应,从中获得的热量可以转化为机械能,进而转化为电能,以替代目前广为使用的化石能源 。
中国的人造太阳诞生史,可是一部辛酸史啊 。现在我们EAST可是世界第一梯队的水准,开会都是首先发言的水平呐,让我来补充几个知识点吧 。
人造太阳的原理
人类的能量,归根结底来自太阳,石油煤炭天然气甚至食物都是太阳赏饭吃 。地球本身就是个大号的太阳能电池,充电四十亿年,就为了我们这几百年的挥霍 。
随着科技发展,特别是爱因斯坦灵光一闪后,人类认识到,宇宙间的能量,无非就是粒子的分分合合,石油充其量只能算个四级经销商,莫不如直接从粒子直接下手,于是就出现了“可控核聚变”的概念 。
中国核聚变辛酸史
中国核聚变可是一穷二白出身,在人家飚参数出大招的年代,我们自个连彩电还搞不定 。70年代硬着头皮上了第一台托卡马克CT-6,一塌糊涂;1984年继续上的环流一号(HL-1),惨不忍睹;后来的HT-6、HT-6B、HL1M、HL-2,也没什么突破和亮点 。
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