“中国太阳”,可控核聚变再获突破,能源问题将彻底解决
在能源危机日益严重的今天,中国将种太阳梦想照进现实,为人类寻找取之不尽,用之不竭的新型能源,提供了可能!这一技术如何实现?人造太阳又是如何发光发热的呢?
中国人造太阳
“人造太阳”的可实施条件:
12月4日,新一代人造太阳装置,中国环流器二号M装置(HL-2M)在成都建成并实现首次放电,就是利用核聚变的原理发光发热,它与太阳发光的方式相同,是氢元素和它的同位素氘和氚。聚变成氦和一个中子,在过程中产生质量亏损,放出巨大的能量,核聚变的发生需要非常严苛的条件:.
需要足够高的温度,使燃料变成超过1亿摄氏度的等离子体。
需要足够高的密度,这样两原子核发生碰撞的概率就大。
等离子体在有限的空间里,被约束足够长时间。
1亿度的苛刻条件
人类为“人造太阳”做出的努力:
目前国际上大多数国家,都采取建造托卡马克装置的形式。这是一种利用磁约束,来实现受控核聚变的环形容器,整个装置类似一个环形跑道。
首先,利用微波给原子加热。你可以想象成,将原子放在功率极大的微波炉里加热。在极高的温度下,原子被电离成等离子。托卡马克装置的中央,是一个环形真空室,外面缠绕着线圈,在中间形成一个电流环。
在通电时,环形电流会产生巨大的环形磁场等离子体在磁场中运动,洛伦兹力将等离子体束缚住,使其在一定范围内运动而不会触碰外壁,过大的电流会产生过高的温度,线圈使用超导材料就会很好的解决问题。
托卡马克装置
“人造太阳”的巨大优势:
1、高效
与核电站的发电方式核裂变相比,核聚变的发电方式更高效,1g的氢和它的同位素聚变释放出的能量,相当于8吨汽油所放出的能量。
2、安全清洁
同时它的原料丰富,核聚变所需的原料氢和它的同位素,存在于水中。海洋面积占地球面积的70%,可谓是取之不竭,并且核聚变更加安全清洁。参与核聚变的物质放射性弱,并且核聚变的反应条件十分苛刻,需要在高温高压高密度的条件下进行。所以,一旦发生泄露反应就会停止。因此,不会发生像福岛核电站或者切尔诺贝利的核泄漏事件。
日本核电站爆炸
研发历程:
既然核聚变的优点这么多,为什么我国不早早研究可控核聚变发电呢?
其实,我国从上世纪五十年代开始,就致力打造人造太阳,这一过程并不容易。上世纪八十年代,我国科学家在荒山上,自主设计出中国环流器一号。上世纪九十年代,我国用价值400万人民币的各种生活物资,换取了苏联的T-7的半超导托卡马克装置。在当时经济非常困难的情况下,主要依靠自己力量对T-7及其低温系统进行了根本性改造。1994年,更名为HT-7的大科学装置。
第一代中国人的努力
成功研制,中国成为继俄法日之后,第四个拥有超导托卡马克装置的国家。今天我国人造太阳的成功放电,意味着我国核聚变离商业化又近了一步。同时这对于我国的航天、军事,也有着十分重要的意义。
相信在不久的将来,在我们的国家,总会有一盏灯被聚变之能点亮!
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