中国人造太阳正式诞生,不过这个“太阳”到底有什么用

中国人造太阳正式诞生,不过这个“太阳”到底有什么用

admin 2024-11-05 全国新闻 268 次浏览 0个评论
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。

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于我国人造太阳新进展的问题,于是小编就整理了2个相关介绍我国人造太阳新进展的解答,让我们一起看看吧。

  1. 中国人造太阳正式诞生,不过这个“太阳”到底有什么用
  2. 我国人造太阳技术获得新突破居国际前列,有什么现实意义

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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

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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

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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。

天有不测风云,苏联突然挂了!我们直接把苏联的T-7捎走,顺到还拐走了几个下岗待业的专家,有了这笔横财,从此才走上了发家致富的道路。

我们自己把苏联的T-7改名HT-7(合肥超环)。自己潜心研究了20年,直到EAST的顺利运行。最好成绩是放电63.95秒,仅次于法国的Tore-Supra,但HT-7培养了大量的人才,为最近的爆发打下了坚实的基础。

EAST是全世界第一个全超导的托卡马克(别人都是部分超导)!2006年EAST开始全面刷记录,目前应该是唯一的“稳态高参数”运行的托卡马克。

中国在磁约束方面,资金充沛、人才充实、技术储备也足够,在托卡马克有绝对的领先优势。2016年初EAST把记录刷到了5000万度102秒!

这个太阳有什么用?

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简而言之:聚变发电=超低成本的电力。

如果电力足够,来看组公式:

元素=设备+电力;

设备=元素+设备+电力;

粮食=元素+设备+电力;

武器=元素+设备+电力;

材料=元素+设备+电力;

如果不考虑人力成本和物理空间,制造任何东西,仅仅只需消耗:电力。

看到了吧,电是个好东西,这个世界上还有什么事情是廉价的电解决不了的吗?如果有,那就用免费的电!有了核聚变,就有了几乎无限的免费的电啦。

结语

用电不要钱?共产主义社会从此降临人世间啦。还不普大喜奔!

我是猫先生,感谢阅读。

太阳释放的能量是在其核心处的核聚变反应所提供。在太阳核心处的压力达到了3000多万个大气压,温度在1300万度以上,物质密度达到了每立方厘米150克。在这样的条件下才能克服氢原子核之间的库伦力,使得较轻的氢原子核合并成较重的氦原子核。在这个过程中会损失0.7%的质量。这些质量会转换成能量释放出来。

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图:太阳中进行的质子-质子核聚变反应

从太阳核心的反应来看,核聚变反应需要条件十分的苛刻。目前人类实现的核聚变反应已经应用在了武器制造上~氢弹。氢弹是利用原子弹起爆提供的高温和高压来使得核聚变反应能够进行。

但可以控制的核聚变反应还没有完全达成。因为无法在可控的情况下达到如此高的压力,只有提高反应温度使得核聚变反应能够发生。但是没有任何容器能够这样的高温。科学家想出了利用磁场来约束反应物质,这个设备就是托卡马克装置。

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图:


先进实验超导托卡马克实验装置(EAST)

在2018年11月,中国的先进实验超导托卡马克实验装置(EAST)已经能够达到1亿度的高温使氘~氚(两者都是氢的同位素,核聚变反应需要的条件最低)核聚变能够发生。但这还没有达到最终目标,EAST的目标是达到1亿度,并持续10000秒,产生超过100万安培的等离子体电流。这个目标应该会在几年内实现。

可控核聚变反应的实现使得人类能够拥有几乎无穷无尽的能源,地球上目前储存的氘住够人类按目前的能源消耗水平使用上百亿年。这是人类走向未来最为关键的技术,也是人类必须要拥有的技术。

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

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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

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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。

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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。

以上是我对问题“中国人造太阳正式诞生,不过这个“太阳”到底有什么用?”的回答,欢迎大家在评论中与我交流讨论。

解决未来的能源问题

能源问题迫在眉睫

其实“人造太阳”要解决的是老生常谈的问题了,从现代科学开始,人类的发展简直是飞速的,而随之而来的是人口的爆炸。

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更多的人口就需要更多的生存空间以及能源。而我们现在主要依靠的是化石能源,储量有限,而且对于空气的污染十分严重。于是,科学家就一直在探索新能源,这种能源是希望既清洁、高效、成本低、易获取。其实,科学家发现了很多,比如:太阳能,风能,潮汐能等等。但这些或多或少都有一些问题,后来人类发明了核武器,发现核武器产生的能量非常大,可是核裂变的污染十分严重,但是核聚变却十分清洁,并且最主要的原来是氢元素,是比较好获取的。

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但是,我们知道的是,氢弹一炸就没了,我们不能要发个电就炸一下,那是不太合理的,所以科学家把想法聚焦到了可控的核聚变上,而对于“人造太阳”的研究其实就是在研究可控核聚变。

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太阳燃烧其实是可控核聚变

可能你会说真的存在“可控核聚变”么?实际上,是真的存在,就是太阳。太阳没有一下子全炸了而是一直处于向外辐射能量的状态就是依靠就是可控核聚变。整个过程大概是这样的,太阳由于自身引力很大,就会向内压缩,这时候太阳核心温度就会暴涨,当温度达到一定时,核聚变就会被点燃。

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核聚变被点燃之后,就会向外产生压力(本质上就是氢弹爆炸向外的冲击波产生的力)。而这个向外的压力和引力其实会形成动态平衡。引力占上风,中心温度上升,核聚变反应就会剧烈一些,产生更大的向外压力和引力抗衡。同理,核聚变反应剧烈时,中心受到的引力下降,温度就会下降,核聚变反应就会减缓。

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“人造太阳”的原理

“人造太阳”目前还有很多问题需要解决,它还处于非常初级的阶段,整个过程基本上可以理解成通过磁场来约束等离子体的运动,然后实现可控核聚变反应。如果未来能够实现并且商用,人类的能源问题就能够被解决掉了。

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用处大大地!毫不客气地说,一旦“人造太阳”技术成熟以后,几乎等于拥有无尽的能源!这样说一点也不夸张!

人造太阳,顾名思义可以理解为一个小太阳,工作原理与太阳是一样的。想想太阳对于我们的重要性就知道了,可以说如今我们的一切都来自于太阳,本质上地球上的煤,石油,风能,水能等的根源都来自于太阳!

太阳就是一个巨大的可控核聚变天体,控制的方式是因为太阳巨大的质量产生的超强引力,引力与核聚变产生的外推力保持平衡,才让太阳能够持续发光几十亿年!

而人造太阳也属于可控核聚变,不过我们很难制造出太阳那样的恐怖引力产生的压力,只能在温度上做文章。比如我国的人造太阳温度可以高达一亿度,控制的方式是通过强大的磁场进行控制!

一旦可控核聚变技术成熟,能够像电能那样投入使用,将会彻底解决人类能源危机,甚至开启人类星际旅行新时代!

不过目前人造太阳距离商业应用还有很长的路要走,毕竟我们必须确保人造太阳百分百安全,否则一旦出现问题后果非常严重,所以在技术方面必须相当成熟才可以进行商业运营!

我国人造太阳技术获得新突破居国际前列,有什么现实意义

根据测算:石油够使用 60 年,媒炭够使用 1000 年,问题在于得付出承受不起的环境代价;太阳能和风能尚在评估中,对环境不是没有影响,主要是能量密度有些低;希望只能寄托于轻核聚变,因为以水作原料无穷无尽,对环境破坏也最小。我国人造太阳技术走在前列,现实意义是不被再次落下,树立国人科技追赶之信心,打击西方霸凌黄种人的心态 —— 马尔萨斯认为能源将引起争夺,马基雅弗利认为争夺之战很残酷,意味着种族淘汰。本人认为深入研究托克马卡,可以弄清 ufo 和反时空运作原理,放弃森林规则,尽快建立人类命运共同体。

到此,以上就是小编对于我国人造太阳新进展的问题就介绍到这了,希望介绍关于我国人造太阳新进展的2点解答对大家有用。

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