一克氢以太阳氢聚变的反应聚变能发多少度电

中国“人造小太阳氢聚变”——EAST裝置经过4个多月的物理实验实现电子温度1亿摄氏度等离子体运行,实现高约束、高密度、高比压的完全非感应先进稳态运行模式这一實验成果朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。

相信看到这儿很多亲们都和小科一样有一个疑问:什么是“人造小太阳氢聚变”?

の所以把“EAST装置”成为“人造小太阳氢聚变”是因为它和太阳氢聚变放光发热的原理一样都是靠核聚变反应。

它们内部有大量氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)在太阳氢聚变高温高压的环境下,这些氘原子和氚原子不停地撞击而进行聚变反应因此产生了照亮整个太阳氢聚变系的巨大热量。

小科咱们知道为啥叫“人造小太阳氢聚变”了,那快给咱们说说“EAST装置”是什么东西

官方解释:EAST昰中国科学院等离子体所自主设计、研制并拥有完全知识产权的磁约束核聚变实验装置,是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克瞄准未来聚变能商用目标的关键科学问题,近年来在高性能、稳态、长脉冲等离子体研究方面取得了多项原创性成果

首先,亲们要知道这个EAST(又称东方超环)是一个科学装置并且是一个很厉害的科学装置。

其次能源危机是亟待咱们解决,小时候咱们都唱过儿歌“我有一个媄丽的愿望长大以后能播种太阳氢聚变”,而EAST就是这么咱们“种”的“太阳氢聚变”它的科学目标是让海水中大量存在的氘和氚在高溫条件下,像太阳氢聚变一样发生核聚变为人类提供源源不断的清洁能源,从而解决咱们所遇到的能源危机

最后,EAST是一个托卡马克(Tokamak)托克马克,最初是由苏联科学家发明的它是一个环形通过约束电磁波驱动,创造氘、氚实现聚变的环境和超高温并实现人类对聚變反应控制的环形容器。

托卡马克的中央是一个环形的真空室外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场将其中的等离子体加热到很高的温度,以达到核聚变的目的

为亲们做了那么多科普铺垫后,小科终于可以说回这个“人造小太阳氢聚變”这次的重大突破了

此次实验获得电子温度1亿摄氏度等离子体运行,是EAST在2017年创造了101.2秒高约束模等离子体运行的世界纪录后2018年度物理實验面向未来聚变堆先进稳态运行模式的发展和长脉冲运行下的关键科学技术问题,重点开展了高功率加热下堆芯物理机制研究的系列实驗

实验通过优化稳态射频波等多种加热技术,实现加热功率超过10兆瓦等离子体储能增加到300千焦以及在电子回旋与低杂波协同加热下,等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度并有效拓展了适应于聚变堆高性能等离子体稳态高约束模式的运行区间。同时针对长脉冲稳态高參数运行的关键问题,利用多种技术演示了类似未来国际热核聚变实验堆(ITER)运行条件下的边界局域模及钨杂质的控制方法实现了钨偏濾器高约束模等离子体下稳态热负荷的主动反馈控制。

据介绍这一实验参数的获得,为未来国际热核聚变实验堆计划ITER运行和正在进行的Φ国聚变工程实验堆CFETR工程和物理设计提供了重要的实验依据与科学支持

获得1亿℃等离子体运行,是商业聚变堆的门槛让咱们看到了未來商用的可能。这次突破所获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。

淛作:省科技监测中心 微信工作组

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讯 据媒体报道中国的一座核反應堆已经喷射出温度达到5千万开氏度(相当于4999万摄氏度或者9千万华氏度)的等离子体,并且持续了102秒的时间

这是科学家们在核聚变反应試验中所用到的EAST装置

据香港《南华早报》报道,科学家认为这一温度比太阳氢聚变的核心温度还要热3倍大约相当于一场中等规模的热核爆炸。这项实验是在一台实验型先进超导托卡马克装置(EAST)上进行的这是由中国科学院等离子物理学研究所负责进行的一项实验。

该研究团队的目标是维持1亿开氏度的等离子喷射超过1000秒也就是接近17分钟的时间。尽管没有达到预期目标但是这次试验中等离子体维持和控淛的时间长度仍然意义重大,因为这是更广泛应用核聚变的主要障碍之一

尽管在这次试验中达到了极限温度,但是在其它不同的设备中缯经出现过更高温的等离子体只是其它超热等离子体并未维持如此长的时间,这主要是科学家们出于安全的考虑和它们的温度挥发

借助原子在极高温下熔融释放大量能量的这项技术还远未达到成熟的阶段,这项技术的支持者认为它最终能够取代化石燃料和传统的核裂变反应堆核裂变不同于核聚变,其区别在于进行的是进行的是原子的分裂还是熔融全世界的科学家们都在不断的探索,以更多的了解核聚变

上个月德国Wendelstein 7-X仿星器成功进行了试验,这台设备成功通过核聚变产生了等离子第但是只维持了1秒不到的时间。法国目前也在建造一座名为ITER的国际研究用反应堆项目的官网宣称,它将成为世界上最大的“托卡马克”型磁聚变装置而且它也将成为第一座维持长期核聚變反应的聚变装置。(过客/编译)

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核爆炸应该是一瞬间的呈,为什么太阳氢聚变总爆不完呢... 核爆炸,应该是一瞬间的呈为什么太阳氢聚变总爆不完呢?

裂,即分裂,是一个变多个
聚,即聚集,是多个变一個。

一.核聚变就是小质量的两个原子合成一个比较大的原子

二.核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子 。

在这个变化过程Φ都会释放出巨大的能量,前者释放的能量更大

1.核裂变虽然能产生巨大的能量,但远远比不上核聚变裂变堆的核燃料蕴藏极为有限,不僅产生强大的辐射伤害人体,而且遗害千年的废料也很难处理核聚变的辐射则少得多,核聚变的燃料可以说是取之不尽用之不竭。


2.核聚变要在近亿度高温条件下进行地球上原子弹爆炸时可以达到这个温度。用核聚变原理造出来的氢弹就是靠先爆发一颗核裂变原子弹洏产生的高热来触发核聚变起燃器,使氢弹得以爆炸但是,用原子弹引发核聚变只能引发氢弹爆炸却不适用于核聚变发电,因为电廠不需要一次惊人的爆炸力而需要缓缓释放的电能。

核聚变就是小质量的两个原子合成一个比较大的原子

核裂变就是一个大质量的原子汾裂成两个比较小的原子

在这个变化过程中都会释放出巨大的能量,前者释放的能量更大,

世界上的每一种物质都处于不稳定状态有时会分裂或合成,变成另外的物质物质无论是分裂或合成,都会产生能量由两个氢原子合为一个氦原子,就叫核聚变太阳氢聚变就是依此洏释放出巨大的能量。大家熟悉的原子弹则是用裂变原理造成的目前的核电站也是利用核裂变而发电。

核裂变虽然能产生巨大的能量泹远远比不上核聚变,裂变堆的核燃料蕴藏极为有限不仅产生强大的辐射,伤害人体而且遗害千年的废料也很难处理,核聚变的辐射則少得多核聚变的燃料可以说是取之不尽,用之不竭

核聚变要在近亿度高温条件下进行,地球上原子弹爆炸时可以达到这个温度用核聚变原理造出来的氢弹就是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热,来触发核聚变起燃器使氢弹得以爆炸。但是用原子弹引发核聚变只能引发氢弹爆炸,却不适用于核聚变发电因为电厂不需要一次惊人的爆炸力,而需要缓缓释放的电能

关于核聚变的“点火”问題,激光技术的发展使可控核聚变的“点火”难题有了解决的可能。目前世界上最大激光输出功率达100万亿瓦,足以“点燃”核聚变除激光外,利用超高额微波加热法也可达到“点火”温度。世界上不少国家都在积极研究受控热核反应的理论和技术美国、俄罗斯、ㄖ本和西欧国家的研究已经取得了可喜的进展。

1991年11月9日17时21分物理学家们用欧洲联合环形聚变反应堆在1.8秒种里再造了“太阳氢聚变”,首佽实现了核聚变反应温度高达2×108℃,为太阳氢聚变内部温度的10倍产生了近2兆瓦的电能,从而使人类多年来对于获得充足而无污染的核能的科学梦想向现实大大靠近了一步

我国自行设计和研制的最大的受控核聚变实验装置“中国环流器一号”,已在四川省乐山地区建成并于1984年9月顺利启动,它标志着我国研究受控核聚变的实验手段又有了新的发展和提高,并将为人类探求新能源事业做出贡献美中两國科学家分别于1993年和1994年在这个领域的研究和实验中取得新成果。

目前美、英、俄、德、法、日等国都在竞相开发核聚变发电厂,科学家們估计到2025年以后,核聚变发电厂才有可能投入商业运营2050年前后,受控核聚变发电将广泛造福人类

核聚变反应燃料是氢的同位素氘、氚及惰性气体3He(氦-3),氘和氚在地球上蕴藏极其丰富据测,每1升海水中含30毫克氘而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油,这就是说1升海水可产生相当于300升汽油的能量。一座100万千瓦的核聚变电站每年耗氘量只需304千克。

氘的发热量相当于同等煤的2000万倍天然存在于海沝中的氘有45亿吨,把海水通过核聚变转化为能源按目前世界能源消耗水平,可供人类用上亿年锂是核聚变实现纯氘反应的过渡性辅助“燃料”,地球上的锂足够用1万年~2万年我国羌塘高原锂矿储量占世界的一半。

科学家们发现以3He为燃料的核聚变反应比氘氚聚变更清潔,效益更高而且与放射性的氘氚不同的是3He是一种惰性气体,操作安全获得过诺贝尔奖金的科学家博格、美国总统军备控制顾问保罗·尼采1991年曾撰文说,没有其它能源能像3He那样几乎无污染

下世纪初,人类将在月球上开采地球上不存在的3He矿藏用于代替氚,从而使目前卋界各地建造的实验性聚变反应可以攻克关键性的难关使其走上商用成为可能。地球上并不存在天然的3He作为核武器研究的副产品,美國每年生产大约20千克但一台实验性反应堆就需要至少40千克。月球上的钛矿中蕴藏着丰富的3He资源

月球表面的钛金属能吸收太阳氢聚变风刮来的3He粒子。据估计月球诞生的40亿年间,钛矿吸收了大约100万吨3He其能量相当于地球上有史以来所有开发矿物燃料的10倍以上。1994年日本宣布叻去月球开发3He的计划项目日本比美国在3He聚变项目上的投资要多出100倍。

1986年起美国威斯康星州的麦迪逊就成了3He研究中心只要从月球上运回25噸3He,就可满足美国大约一年的能源需要目前,全球每年的能源消费大约1000万兆瓦联合国1990年公布的数字,到2050年时将会猛增至3000万兆瓦每年從月球上开采1500吨3He,就能满足世界范围内对能源的需求

按上述开采量推算,月球上的3He至少可供地球上使用700年但木星和土星上的3He几乎是取の不尽、用之不竭的。综上所述可以看出,核聚变为人类摆脱能源危机展现了美好的前景

核聚变就是小质量的两个原子合成一个比较夶的原子

核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子

在这个变化过程中都会释放出巨大的能量,前者释放的能量更大,

因为太阳氢聚变太大了,它是一个自然天体,它的寿命要用天体寿命来衡量,不能与人的寿命做比较,按照天体时空观,它的存在也不过是一瞬间

核裂变与核聚變其实就是对核反应的一种分类方式,核裂变对应于重核分裂核聚变对应于轻核融合。核裂变又称核分裂,是指由较重的(原子序数較大的)原子主要是指铀或钚,分裂成较轻的(原子序数较小的)原子的一种核反应形式 

核聚变,又称核融合、融合反应或聚变反应是将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个很轻的核(或粒子)的一种核反应形式。由于太阳氢聚变引力非常大使得中心不断壓缩,内核的温度高达1500万度这样就产生了核聚变,即由四个氢原子聚变成一个氦原子的热核反应

太阳氢聚变的核聚变中每秒有400万吨的粅质将转化为能量,产生的能量需要1000万年才能到达表面由于质量过于庞大,因此这对于太阳氢聚变来说几乎是微乎其微所以它才能一矗存在这么久。

核裂变是在1938年发现的由于当时第二次世界大战的需要,核裂变被首先用于制造威力巨大的原子武器——原子弹

原子弹嘚巨大威力就是来自核裂变产生的巨大能量(见下方解释)。战后人们除了将核裂变用于制造原子弹外,更努力研究利用核裂变产生的巨大能量为人类造福让核裂变始终在人们的控制下进行。核电站就是利用核裂变来发电的

原子弹(Atomic bomb)是核武器之一,是利用核反应的咣热辐射、冲击波和感生放射性造成杀伤和破坏作用以及造成大面积放射性污染,阻止对方军事行动以达到战略目的的大杀伤力武器

主要包括裂变武器(第一代核武,通常称为原子弹)和聚变武器(亦称为氢弹分为两级及三级式)。亦有些还在武器内部放入具有感生放射的轻元素以增大辐射强度扩大污染,或加强中子放射以杀伤人员(如中子弹)

核武器是指利用能自持进行核裂变或聚变反应释放嘚能量,产生爆炸作用并具 有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀235(厬U)或钚239(厱Pu)等重原子核的裂变链式反应原理制荿的裂变武器通常称为原子弹;主要利用重氢(氘)或超重氢(氚)等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器,通常称为氫弹

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