28 3 月, 2024

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解释:什么是中国的“人造太阳”试验聚变反应堆?

官方媒体报道称,反映太阳能生产过程的中国实验性超导托卡马克(EST)在2.16亿华氏度(1.2亿摄氏度)运行101秒后创下新纪录。 又过了 20 秒,“人造太阳”的温度达到了 2.88 亿华氏度(1.6 亿摄氏度),比太阳热十倍。

中国科学家的最新成果是在寻找一个开放清洁、无限能源、减少浪费的国家方面迈出的重要一步。 “进展是显着的,最终目标是长时间保持温度稳定,”中国深圳南方科技大学物理系主任李淼说。 环球时报。

但专家表示,中国的“人造太阳”测试还有很长的路要走。 厦门大学中国能源经济研究中心主任林伯光表示,一座工作反应堆从试验阶段出来需要几十年的时间。

那么什么是中国的“人造太阳”酵母呢?

实验先进超导托卡马克(EST)反应堆是位于中国合肥的中国科学院等离子体物理研究所(ASIPP)的先进核聚变试验装置。 人造太阳的目的是模拟核聚变过程,与太阳反应相同。

酵母是目前全国经营的国内三大托卡马之一。 除了酵母,中国目前还运营着 HL-2A 反应堆和 J-Text。 2020年12月,中国最大、最先进的核聚变试验装置HL-2M托卡马克首次成功发射——这是中国核研究能力发展的重要里程碑。

自 2006 年首次投入使用以来,酵母菌已经创造了无数热等离子体监禁的记录。 酵母项目是国际热核试验反应堆 (IDER) 设施的一部分,该设施到 2035 年投入使用时将成为世界上最大的核聚变反应堆。 该项目包括来自印度、韩国、日本、俄罗斯和美国等多个国家的贡献。

“人造太阳”酵母是如何工作的?

东托卡马克装置旨在模拟太阳和恒星进行的核聚变过程。 核聚变是产生大量能量而不产生大量废物的过程。 以前,能量是由核裂变产生的——在这个过程中,一个较重的原子核分裂成两个或多个较轻的原子核。

虽然拆分是一个简单的过程,但它创造了更多的方法。 与裂变不同,聚变不排放温室气体,被认为是一种安全的过程,事故风险低。 一旦掌握,核聚变可以提供无限的清洁能源和非常低的成本。

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为了发生聚变,氢原子结合以施加最大量的热量和压力。 氘和氚的原子核——都存在于氢中——结合形成中子和全能量形成氦原子核。

燃料被加热到 1.5 亿摄氏度的温度,形成粒子的热等离子体“汤”。 在强磁场的帮助下,等离子体远离炉壁,确保它不会冷却并失去产生大量能量的能力。 等离子体在很长一段时间内都受到限制以进行融合。

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酵母反应器在周五达到 2.16 亿华氏度的等离子体温度时创下了新纪录,并且能够在 2.88 亿华氏度下运行 20 秒。 展望未来,太阳中心的温度仅达到约 1500 万摄氏度,这意味着反应堆能够达到比该温度高 10 倍的温度。

测试反应堆背后的科学家的下一个目标是长时间保持高温。 早些时候,东部在2018年达到了1亿摄氏度的温度。

林伯光告诉环球时报,就中国的绿色增长而言,这是朝着正确方向迈出的一步。 “这就像一项对中国绿色发展至关重要的未来技术,”他说。 但是,尽管这是一项重大进展,但 Bokwiang 表示,中国在看到功能齐全的人造太阳方面与 30 年前相比仍有很大改进。

但中国并不是唯一一个达到更高等离子体温度的国家。 2020 年,韩国 KSTAR 反应堆通过将等离子体温度保持在 1 亿摄氏度以上 20 秒,创下了新纪录。

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