特大喜訊,中科院爆出猛料,攻克世界難題,能源危機可解!
自從1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射現(xiàn)象后,人類對核的發(fā)展和利用,已經(jīng)有100多年時間的歷史了。
而在應(yīng)用核能量的過程中,人類研制出來核武器,具有超強的殺傷力,但人類也意識到核蘊藏著巨大的能量,并紛紛開始研究怎么合理的運用核能量。
氘和氚發(fā)生核聚變
這之后就有了核電站的建設(shè),這就是運用核裂變技術(shù)建造的可用核能發(fā)電的發(fā)電站,核電站也差不多有半個多世紀的應(yīng)用。
可是核能并不是只有核裂變一種形式,它還有一種更大的釋放能量的途徑,那就是核聚變!然而核聚變很難控制,人類目前還沒有有效的解決這一問題的方法。
最近中科院等離子體物理研究所7月4日宣布,我國的超導(dǎo)托卡馬克實驗裝置EAST(東方超環(huán))在全球首次實現(xiàn)了上百秒的穩(wěn)態(tài)高約束運行模式,為人類開發(fā)利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ),我國第四代核聚變實驗裝置東方超環(huán),高達11米,直徑有8米,整個裝置重大400噸,這個裝置也被稱為“人造太陽”。它的目的是使氘和氚在高溫條件下,可以像太陽一樣發(fā)生核聚變,為人類提供源源不斷的清潔能源。
超導(dǎo)托卡馬克實驗裝置EAST(東方超環(huán))
大家能夠感覺到的是太陽永遠都是那么的光亮,無時不刻的向外散發(fā)著熱量,并釋放出巨大的能量,這就是因為太陽的表面每時每刻都在發(fā)生核聚變,然而太陽上面的核聚變是不可控制的,人類要是能夠讓這種釋放能量的過程變得穩(wěn)定、持續(xù),那么也就意味著人類掌控了能量源頭。
我國在核聚變合理利用方面,經(jīng)過了多年的研究,科研團隊攻克了一大批的難題,讓我國在此領(lǐng)域首次在世界上實現(xiàn)了5000萬度等離子體持續(xù)放電101.2秒的高約束運行,實現(xiàn)了從60秒到百秒量級的跨越,盡管101秒聽起來不多,但需要知道等離子體溫度超過一億度,是太陽核心溫度的五倍多,這就讓技術(shù)難度增加到了一個相當高的高度。
我國的EAST裝置,就是有這種轉(zhuǎn)化作用, 通過磁力線的作用后,氘和氚這兩種核聚變的發(fā)生物就會被約束在一個“圈子”中,發(fā)生高密度的碰撞,就是核聚變的反應(yīng)過程了。比起核裂變的鈾元素的同位素發(fā)生變化相比,核聚變還不會產(chǎn)生高放射性核廢料,整個過程中也不會有危害氣體產(chǎn)生。
氫的同位素等離子體被約束在磁力線圈中
并且比起使用鈾礦中的鈾發(fā)生核裂變獲得能量相比,核聚變的反應(yīng)原料在地球上分布廣泛,海水中就儲存有大量的氘和氚,要是都能夠用于核聚變,那么產(chǎn)生的能量將夠人類使用幾百億年。這也就意味著人類要是掌握了核聚變的技術(shù),就不用擔(dān)心因為化石燃料的用盡,而產(chǎn)生能源危機!
而最近的3日,我國的全超導(dǎo)托卡馬克(EAST)東方超環(huán)再傳捷報實現(xiàn)了穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運行,這標志著EAST成為了世界上第一個實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式運行持續(xù)時間達到百秒量級的托卡馬克核聚變實驗裝置,中國的這項技術(shù)可稱得上是里程碑式的世界紀錄。
國際熱核聚變實驗堆(ITER)
這一突破標志著我國在磁約束聚變研究在穩(wěn)態(tài)運行的物理和工程方面,走在世界前沿。這將對國際熱核聚變實驗堆(ITER)和未來中國聚變工程實驗堆(CFETR)建設(shè)和運行具有重大的科學(xué)意義。
人類制定ITER計劃,就是為了人類探尋高效能源的重要途徑,EAST具有ITER類似的先進技術(shù),未來EAST將會為ITER的穩(wěn)定發(fā)展提供助力。
如今中科院的團隊,在核聚變的研究上面積累的相當多的經(jīng)驗,這次中國解決長時間尺度下的等離子體位形精確控制、高約束性能等離子體穩(wěn)定性、關(guān)鍵分布參數(shù)的實時診斷等一系列與穩(wěn)態(tài)運行密切相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)和物理問題,將進一步的提升了EAST在國際磁約束聚變實驗研究中的重要地位,也為未來中國在聚變工程實驗堆(CFETR)的預(yù)研、建設(shè)、運行和人才培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
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