⑴ 韩国人造太阳打破世界纪录,人造太阳是怎么制作的
前人类在地球上面已经生存了这么长的时间了,人类经过一系列的发展,现在已经成为了主导地球的生物,可以掌握着地球大部分的事物,虽然现在人类的社会发展越来越发达,但是人们在发展过程当中肯定会对环境造成一系列的影响,人类之所以会发展到现在,肯定离不开地球资源。
1亿摄氏度的高温有多么的惊人?比较一下感触更深,超过50摄氏度的气温会让我们热得喘不过气来,一个大气压下,水被加热到100摄氏度就会沸腾,熔点最高的金属钨在3410摄氏度时就会融化,已知熔点最高的物质五碳化四钽铪熔点为4215摄氏度,太阳的表面温度大约为5600摄氏度℃,太阳的内部温度大约为1500万摄氏度,可见东方超环创造出的1亿摄氏度的高温要比太阳内部的温度还要高6~7倍,比太阳表面的温度则高了18,000倍左右。
个过程中也有损失的能量,以能量的方式释放出来。因为太阳的引力十分巨大,可以平衡核聚变爆发的能量,于是恒星的核聚变被束缚在核心处。人类利用核聚变就是想要直接烧物质,靠核聚变输出大量的能量,因此需要模拟恒星内部导致核聚变发生的条件,必须是高温高压,高温要到千万摄氏度以上,高压也是本质恒星核心处的压力去。
所以主要有两种方式,一种是磁约束,提升内部温度到千万度,将等离子态的氘元素核释放在其中,不断加速碰撞;另一种是惯性约束,相当于制造了一个小壳子,聚变材料放于其中,用多束激光照射形成高温高压的环境启动核聚变。
所以这些方式都是需要高温高压,一旦核聚变设施破裂了,温度骤降、设备内因为空气的进入,粒子的穿行速度大幅度缩减,就不能再聚变,聚变反应自动地停止了。即便在正常运行的过程中,这种方式由于利用氘聚变,产生的元素是氮元素核,和一些自由中子,氮气是大气中分布最多的气体,自由中子再空气中的穿行距离有限,所以核聚变设施对周围基本上没有什么威胁。而且目前人类的发展方式是产能设施和人类生活的区域隔离,即便是核电站也和居民区的距离有安全限值,所以不必担忧核聚变设施产生核裂变电站那样的危害。
⑵ 求问托克马克的原理
Tokamak)[1]是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字 Tokamak 来源于环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。
托卡马克的中央是一个环形的真空室(有点像轮胎),外面缠绕着多组一定形态的线圈。真空室内充入一定气体,在灯丝的热电子或者微波等预电离手段的作用下,产生少量离子,然后通过感应或者微波、中性束注入等方式,激发并维持一个强大的环形等离子体电流。这个等离子体电流与外面的线圈电流一起,产生一定的螺旋型磁场,将其中的等离子体约束住,并使其与外界尽可能地绝热。这样,等离子体才能被感应、中性束、离子回旋共振、电子回旋共振、低杂波等方式加热到上亿度的高温,以达到核聚变的目的。
编辑本段原理如何克服巨大的静电斥力将原子核聚到一起,还要将它们的密度维持在一定水平以防不安全的能量爆发(如氢弹就是不可控的核聚变)?前苏联科学家在20世纪50年代初率先提出磁约束的概念,并在1954年建成了第一个磁约束装置—形如中空面包圈的环形容器“托克马克(Tokamak)”,又称环流器。一般情况下,在超过10万摄氏度的磁场中,原子中的电子就脱离了原子核的束缚,形成等离子体。带电粒子会沿磁力线做螺旋式运动,所以等离子体就这样被约束在这种环形的磁场中,也叫磁笼。
⑶ 中科院的全超导的“人造太阳”——托克马克核聚变试验装置的调试运行成功,使我国在该领域的研究处于世界
可控核聚变俗称人造太阳,因为太阳的原理就是核聚变反应。(核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境)人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置,可以有效控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出。科学家们把这类装置比喻为“人造太阳”。
为实现磁力约束,需要一个能产生足够强的环形磁场的装置,这种装置就被称作“托克马克装置”——TOKAMAK,也就是俄语中是由“环形”、“真空”、“磁”、“线圈”的字头组成的缩写。早在1954年,在原苏联库尔恰托夫原子能研究所就建成了世界上第一个托卡马克装置。貌似很顺利吧?其实不然,要想能够投入实际使用,必须使得输入装置的能量远远小于输出的能量才行,我们称作能量增益因子——Q值。当时的托卡马克装置是个很不稳定的东西,搞了十几年,也没有得到能量输出,直到1970年,前苏联才在改进了很多次的托卡马克装置上第一次获得了实际的能量输出,不过要用当时最高级设备才能测出来,Q值大约是10亿分之一。别小看这个十亿分之一,这使得全世界看到了希望,于是全世界都在这种激励下大干快上,纷纷建设起自己的大型托卡马克装置,欧洲建设了联合环-JET,苏联建设了T20(后来缩水成了T15,线圈小了,但是上了超导),日本的JT-60和美国的TFTR(托卡马克聚变实验反应器的缩写)。这些托卡马克装置一次次把能量增益因子(Q)值的纪录刷新,1991年欧洲的联合环实现了核聚变史上第一次氘-氚运行实验,使用6:1的氘氚混合燃料,受控核聚变反应持续了2秒钟,获得了0.17万千瓦输出功率,Q值达0.12。1993年,美国在TFTR上使用氘、氚1:1的燃料,两次实验释放的聚变能分别为0.3万千瓦和0.56万千瓦,Q值达到了0.28。1997年9月,联合欧洲环创1.29万千瓦的世界纪录,Q值达0.60,持续了2秒。仅过了39天,输出功率又提高到1.61万千瓦, Q值达到0.65。三个月以后,日本的JT-60上成功进行了氘-氘反应实验,换算到氘-氚反应,Q值可以达到1。后来,Q值又超过了1.25。这是第一次Q值大于1,尽管氘-氘反应是不能实用的(这个后面再说),但是托卡马克理论上可以真正产生能量了。在这个大环境下,中国也不例外,在70年代就建设了数个实验托卡马克装置——环流一号(HL-1)和CT-6,后来又建设了HT-6,HT-6B,以及改建了HL1M,新建了环流2号。有种说法,说中国的托卡马克装置研究是从俄罗斯赠送设备开始的,这是不对的,HT6/HL1的建设都早于俄罗斯赠送的HT-7系统。HT-7以前,中国的几个设备都是普通的托卡马克装置,而俄罗斯赠送的HT-7则是中国第一个“超脱卡马克”装置。什么是“超脱卡马克装置”呢?回过头来说,托卡马克装置的核心就是磁场,要产生磁场就要用线圈,就要通电,有线圈就有导线,有导线就有电阻。托卡马克装置越接近实用就要越强的磁场,就要给导线通过越大的电流,这个时候,导线里的电阻就出现了,电阻使得线圈的效率降低,同时限制通过大的电流,不能产生足够的磁场。托卡马克貌似走到了尽头。幸好,超导技术的发展使得托卡马克峰回路转,只要把线圈做成超导体,理论上就可以解决大电流和损耗的问题,于是,使用超导线圈的托卡马克装置就诞生了,这就是超脱卡马克。目前为止,世界上有4个国家有各自的大型超脱卡马克装置,法国的Tore-Supra,俄罗斯的T-15,日本的JT-60U,和中国的EAST。除了EAST以外,其他四个大概都只能叫“准超托卡马克”,它们的水平线圈是超导的,垂直线圈则是常规的,因此还是会受到电阻的困扰。此外他们三个的线圈截面都是圆形的,而为了增加反应体的容积,EAST则第一次尝试做成了非原型截面。此外,在建的还有德国的螺旋石-7,规模比EAST大,但是技术水平差不多。
⑷ 托克马克市的介绍
托克马克(吉尔吉斯语Токмок/Tokmok)(俄语Токмак/Tokmak)是一个位于吉尔吉斯斯坦楚河州的北部的城市,2005年时有人口60,654人。海拔约816米,地理位置是北纬42度50分,东经75度17分。在城中可望见远处的皑皑的雪山。现今托克马克的居民多有东干人。在托克马克附近出土的斯基泰人的物品被送到了圣彼得堡与比什凯克的博物馆里。
⑸ 国内外核聚变目前做的较好的有哪些研究所或实验室
国内的话:
1.核工业西南所—等离子体室HL-2A(托克马克)
2.合肥等离子体所—EAST(托克马克)
3.上海激光研究所——神光2(惯性约束)
4.华中科技大学——jtext(托克马克)
5.中科大——KTX(RFP)
6.浙江大学——仿真
7.北京大学(中科院物理所)——理论
8.哈工大——理论
国外的话:
普林斯顿等离子体实验室(PPPL)
德国马普实验室等离子体
美国南加州理工(LAPD装置)
日本(LCD、JT系列吧)
韩国KSTAR(托克马克大装置与EAST相当)
MIT也有一些等离子体方面的黑科技
国内外还有一些别的装置,我目前想不到了,即使想到我也不想写了。因为我写出来的都算比较靠前的了。
⑹ 托克马克市的简介
托克马克位于吉尔吉斯斯坦与哈萨克斯坦的边界边上,北面是两者的界河楚河,托克马克距离吉尔吉斯斯坦首都比什凯克60公里。靠近楚河州今首府Chuy。是楚河州的一个区级行政单位,托克马克从2004年到2006年4月19日曾经是吉尔吉斯楚河州的首府。有土西铁路通往吉尔吉斯斯坦首都比什凯克。城南为新建的工业区。
⑺ 韩国人造太阳在1亿度高温下,成功运行20秒,这意味着什么
韩国聚变能研究所宣布,该国的人造太阳试验装置——韩国超导托卡马克先进研究(KSTAR)核聚变装置,已经成功地将高达1亿度的高温等离子体维持了20秒钟,创造了新的世界纪录。而此前的纪录,是由中国的东方超环在今年4月刚刚创造的——1亿度,近10秒。
全球主要国家合作的世界最大核聚变项目国际热核聚变实验堆(ITER),已在今年7月开始安装,中国作为主要和重要参与者做出了巨大的贡献。地球上最大的人造太阳有可能在5年后获得第一束等离子体,为人类获取不限量、无浪费、无污染的清洁能源铺平道路,未来我们或许就不用再担心煤油气加热大气层把我们给烫死了。当然,时不我待,人类对能源的需求和欲望是无法遏阻的,人造太阳就是整个人类社会和地球的救命稻草。希望各国的人造太阳都能够尽快成功,因为地球生命是在和人类释放二氧化碳加热大气层赛跑,不要人造太阳成功了,地球气候却已越过崩溃的阈值,永远无法逆转了。
⑻ 目前主要的几种可控核聚变方式是什么
有如下三种方式:
TOKAMAK
为实现磁力约束,需要一个能产生足够强的环形磁场的装置,这种装置就被称作“托克马克装置”——TOKAMAK,也就是俄语中是由“环形”、“真空”、“磁”、“线圈”的字头组成的缩写。
ITER
2005年正式确定的国际合作项目ITER,也就是国际热核实验反应堆的缩写,这个项目从1985年开始,由苏联、美国、日本和欧共体提出,目的是建立第一个试验用的聚变反应堆。(注意:ITER已经不是托卡马克装置了,而是试验反应堆,这是一大进步)最初方案是2010年建成一个实验堆,实现1500兆瓦功率输出,造价100亿美元。没想到因为各国想法不同,苏*联解*体,加上技术手段的限制,一直到了2000年也没有结果,其间美国中途退出,ITER出现胎死腹中的危险。直到2003年,能源危机加剧,各国又重视起来,首先是中国宣布加入了ITER计划,欧洲、日本和俄罗斯自然很高兴,随后美国宣布重返计划。紧接着,韩国和印度也宣布加入。
EAST
EAST位于中国合肥,是目前为止,超托卡马克反应体部分,唯一能给ITER提供实验数据的装置,他的结构和应用的技术与规划中的ITER完全一样,没有的仅仅是换能部分。EAST解决了几个重要问题:第一次采用了非圆型垂直截面,目的是在不增加环形直径的前提下增加反应体的体积,提高磁场效率。第一次全部采用了液氦无损耗的超导体系。液氦是很贵的,只有在线圈材料上下功夫,尽量少用液氦,同时让液氦可以循环使用,尽量减少损耗的系统才可能投入实用。此外,EAST还是世界上第一个具有主动冷却结构的托卡马克,它的第一壁是主动冷却的,目前连接的是一个大型冷却塔,它的冷却水可以保证在长时间运行后将反应产生的热量带走,维持系统的温度平衡,一方面是为真正实现稳定的受控聚变迈出的重要一步,另一方面也是工程化的重要标志——冷却塔换成汽轮机是可以发电的。结合一些相关资料,目前世界这个领域普遍认为EAST将是第一个能长时间稳定运行的,Q值能达到1的托卡马克装置,当然这可能还要1-2年的时间。就EAST来说,从某种意义上,它就是ITER主反应体大约1/4的一个原型实验装置。
⑼ 托克马克是什么人
托克马克的中国情结
——吉尔吉斯斯坦纪行之三(连载)
本报特派记者 孙勇军 法制日报记者 孙太辉
从吉尔吉斯斯坦首都比什凯克东去约60公里,有一座名叫
托克马克的小城。托克马克是比什凯克通往吉着名的旅游胜地—
——闻名遐迩的世界最大山地湖之一伊塞克湖的必经之路。
伊塞克湖群山环抱,蓝天白云雪山碧水相映成趣,美不胜
收。然而,我们驱车驶离比什凯克东进,并不是为了欣赏大自
然的湖光山色,而是专程去托克马克体验那里浓浓的中国氛围。
当地朋友告诉记者,在托克马克市区及其周围的马三旗、米粮
川和新渠等村落里,生活着3万多根在中国的东干人。时至今日,
东干人保留着中国晚清时期的生活习惯。他们多事农桑,日出
而作,日落而息,中国的传统美德在这里得以继承和发展。
托克马克濒楚河故道,小城宁静而祥和。楚河源于高山溶
化的雪水,河面不宽但水流湍急。多少年来,甘甜的楚河水无
私地哺育了沿岸的人民。逆流而上,便是层峦叠嶂的天山山脉。
天山山脉从南东西三面环抱着一马平川的楚河谷地,忠实地庇
护着这里的万物生灵。
小城依山傍水,的确是繁衍生息的好地方。我们来到托克
马克,正巧遇上一对东干族青年举行婚礼。热情好客的东干人
邀请我们与他们一起分享幸福与欢乐。走进这户人家的院子,
只见一对新人正在向前来贺喜的亲友鞠躬行礼表示感谢。门口,
一位司仪高声通报前来贺喜的亲友身份,其后是一名“账房先
生”(东干人对财会人员的称呼)坐在桌前,干净麻利地记录
着亲友带来的贺礼。
年轻英俊的新郎身穿一身深色的西装,头戴一顶深色的礼
帽;新娘一身典型的中国近代新娘服饰,大红的斜襟大袄,袄
上绣满了龙凤呈祥的喜庆图案,发髻高绾,端庄美丽。见到有
亲友前来,一对新人双双一揖到地,向客人行中国传统的作揖
鞠躬大礼。
我们与一位白发苍苍的老人攀谈起来。老人用带着浓重西
北口音的汉语说,“东干人在这里已经生活了120多年,现在举
行婚礼的是东干人的第六代。”“以前年轻人成亲,新郎官都
要穿长袍、着马褂,头戴瓜皮小帽。现在时代不同了,年轻人
都喜欢时髦。”说起“东干”一词的来源,老人告诉我们,19
世纪六七十年代,在我国西北地区的甘肃、陕西和宁夏一带发
生了回民起义。起义队伍最后有约6000人来到中亚,其中最大
的一支在白彦虎的率领下来到了楚河岸边扎下“营盘”(东干
人对村落及其栖息地的叫法)。可能是因为他们来自天山以东,
亦或与甘肃有关,当地人便把他们称为东干人。
目前生活在中亚地区的东干人大约共有5万人,其中多数居
住在托克马克市附近。周围的马三旗、新渠等地是东干人聚居
区,那里差不多百分之百的居民都是东干人。他们在中亚保持
原有的生活方式,基本不与外族通婚。也许正是因为这样,晚
清时期的中国传统和风俗以及西北地区方言得以完整地保留了
下来。至今,他们仍把政府官员称作“大人”,把政府机关称
作“衙门”,把自己的老婆称作“婆姨”。
东干人多数从事农业生产。他们以勤劳着称,得到了中亚
地区各民族的一致认可。当地人说,东干人种的庄稼都要比其
他民族种的长得好,这并非是上苍对他们格外开恩,而是东干
人正在用自己勤劳的双手建设美好的家园。
由于历史原因,东干人在苏联时期与中国的交往几乎是一
片空白。中亚各国独立后,各国政府积极鼓励各族人民扩大对
外交流,东干人与中国的联系才日渐密切起来。一位名叫艾里
克的东干小伙子对记者说,他曾多次到过中国,这里的东干协
会也多次组团访问过陕西、新疆等地,探索招商引资的途径。
他说“我亲眼看到了中国人民富足的生活,对根在中国感到非
常自豪。”
艾里克说,东干人对自己的“故国”、对自己的“根”怀
有深深的热爱。他们普遍希望利用自己与中国独特的“血缘关
系”,充当中国与中亚地区睦邻合作的纽带。(完)
(本报托克马克电)
《人民日报》 (1999年12月08日第6版)