今日科普一下!我国人造太阳进度_2024最新更新

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策略计划研究 2025-01-08 联系我们 17 次浏览 0个评论

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对于中国“人造太阳”,你了解多少

终于迎来了这个问题。

在中国国家“九五”重大科学工程中,颁布了多项攻关课题,“人造太阳”就是其中之一。“人造太阳”是我们大国制造水平的集中体现,是我们大国工匠精神的高度展示,也是向全世界表现我们中国人引领国际技术发展的信心和决心,即,我们中国人要建造世界上第一个核聚变反应试验性装置,这就是人造太阳

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图 人造太阳技术草图

所谓的人造太阳,是坐落在中国安徽省合肥市的全世界第一个核聚变反应试验性装置,其全名为先进实验超导托卡马克实验装置(英语:Experimental Advanced Superconducting Tokamak,缩写:EAST),在外国新闻媒体中,人造太阳常常被称为EAST,而我们中国媒体更喜欢称之为人造太阳或者东方超环。

“人造太阳”来自于2007-03-25中国人明日报的一篇报道,从此人造太阳点燃东方。

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图 坐落在合肥的人造太阳实验装置

人造太阳的问世,标志着中国在核聚变领域的研究已迈入国际领先水平。

作为中国乃至世界里程碑式的技术,人造太阳有着重要的意义。在未来先进的核聚变反应堆的工程技术实践及核物理理论基础研究方面,人造太阳将提供重要的指导实践作用,同时,人造太阳也将为人类能否在21世纪后半叶的生产活动中实际使用、利用核聚变能做出重要的贡献。除此之外,人造太阳作为一个潜力巨大的先进的实验设备和平台,也必将在未来的国际热核聚变实验反应堆(ITER)实验中大放异彩。

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在月球上建造个巨大的拋物状反射镜,把太阳光集中射向地球,照亮阴暗面,但可能衰减太大,也可在静止轨道上建个几平方公里反射镜,或着抛物镜,对着北极、南极照射,使冰熔化,人就可以居住了通航了,那里发生雨灾,对着雨云一照射,让云蒸发散开停雨,还可对敌航母、F22一照射,金属升高300度烤肉串

人造太阳说白了就是造一个烧不坏的炉子,炉子用的燃料地球上够用很多万年,所以叫无限能源时代。这个炉子燃烧没有废物产生,环保。

不过这东西主要用来发电才能使用,现在的电力输送和存储都是个大问题,一时半会解决不了啊。

核聚变吧,与太阳一样的热核反应原理。以氢的同位素氘和氚为聚变材料。人类未来的清洁能源。没污染,没核辐射,就是不易持续控制。未来解决了控制问题,绝对的替代了现在的发电污染问题。

谢邀!所谓“人造太阳“只是个比喻性的说法,其准确的名称应该叫“先进超导托卡马克实验装置”(简称EAST)。这个装置是用来实现类似太阳当中所发生的核聚变过程,这就跟太阳挂上了钩。但“人造”两个字,又表明了其过程是人工可以控制的,即可控热核聚变实验装置。全面介绍这个装置,需要很长的篇幅,有兴趣的读者可以参考中国科学院和国际相关机构的网站,此处只根据个人的理解做一个简略的介绍。

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在“先进超导托卡马克实验装置”这个名称当中,有几个专业概念,比如“超导”和“托卡马克”。后一个概念外文原文是Tokamak,来自俄文“环形”、“真空”、“磁场”和“线圈”等几个词汇的缩写。即用环形线圈形成的磁场,来约束装置空间中的带电粒子。后一个概念即“超导”,表明环形线圈是用超导体做成的。这种装置的原形,最早是苏联科学家在1950年代设想出来的,后来在1980年代被引入了中国。中国科学家在引入的过程不断用各种更加先进的技术对其进行改造和发展,最后就形成了中国新一代的先进大科学装置“人造太阳”(EAST)。

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为什么用这种方式就可能控制热核聚变过程呢?因为热核聚变,其产生的温度非常高,接近1亿度,地球上任何耐热材料都无法经受这么高的温度。另外,聚变材料(氢同位素)在这么高温度时,也没法保持其原来的固、液、气等几种常见中性不带电状态,而变为所谓“等离子态”,即带正电的原子核与带负电的核外电子相互分离,成为一团游离的带电粒子,因为正负电在整体上是相等的,所以称为“等离子态”。这时候,用托卡马克装置中的强磁场就可以将这团带电粒子“悬置”在空中,四面不着地,这样就不怕高温,可以进行热核聚变反应了。当然这个解说只是个非常简化的说法,实际过程会复杂得多。

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那么在中国推进先进托卡马克装置研究的过程中,欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国、印度等国家和地区的科学家也没闲着,他们也在紧锣密鼓的搞着这方面的研究。因为,大家都对核聚变能量抱以巨大的期望,若果真的实现了人工可控核聚变,那人类未来再也不用为能源发愁了,所以世界各国都很重视这方面的技术。后来,各国科学家感觉到既然大家都在研究,老是各自为战力量就太分散了,而能源问题本来也是全球性的问题,不如合在一起共同研究。于是通过谈判,于2006年形成了一个包括中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国等多个国家参加的国际大型科学研究项目:国际热核聚变反应堆(ITER)。当然,这既是个装置(地点在法国),也是个计划,即通过这个装置的建造和研究,投资分担、知识产权共享,并计划在未来50年左右的时间内建造出可实用化的热核聚变反应装置(DEMO)。

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中国的人造太阳,既有中国独特的技术(及其发展路线图,即分为两步走,从现在的EAST到核聚变实验工程堆,简称CFETR,最后达到实用化),也是上述国际计划的组成部分。这里面既有国际合作,也是各国间的一场科技竞争。目前中国发布的技术进展,包括自持点火运行时间、达到的温度、反应释放的能量等等,都是中国依据自身的装置所取得的杰出成果,在国际上也居于前列。当然按照原来的计划看,距离最终的实用化目标还有很长路要走。

下面是各国热核聚变技术目前的进展和未来发展计划时间表,从中可以看出这是一场激烈的竞争,应该说,中国在这场竞争中目前还处于相对优势的地位。但这是一场长期的竞争,谁能笑到最后,最先到达光辉顶点,目前还很难确定。当然,我们希望中国能赢得最后的胜利。这既是对国家的贡献,也是对整个人类的贡献。

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一家之言,欢迎拍砖!

中国人造太阳正式诞生,不过这个“太阳”到底有什么用

研究用途大于实际用途,是突破现代物理学瓶颈的重要工具,也是研究量子力学的必要条件。中国人造太阳意义重大,相对于国外的人造太阳,中国的人造太阳实验结果更清晰,更便于研究,同样损耗和成本也更小,这就是中国厉害的地方,要么没有,要搞就搞比你厉害的

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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。

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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。

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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!

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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;

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。

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!

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。

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我国的“人造太阳”其实是用来实现可控核聚变的托卡马克装置,由于现实中的太阳也是以核聚变为能量来源的,因此我国的可控核聚变装置也被称为“人造太阳”,其最终目的就是让我们得以利用可控核聚变的巨大能量从而彻底解决能源危机。

在很长一段时间内科学家都不知道太阳的能源究竟来自何方,直到上个世纪初随着物理学的进步人们才意识到太阳发光发热的能量来源就是内部的核聚变反应。巨量的氢元素在太阳核心的超高温和超高压环境中不断发生着核聚变反应,而地球仅仅接收了太阳能量的极小一部分就得以演化出万千生灵。

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第二次世界大战之后人类也掌握了以核聚变为基础的氢弹制作方法,但氢弹属于不可控核聚变反应,只能用来破坏而不能用来为核电站供能,因此现在的核电站都是以可控核裂变为能量来源的。

可控核聚变释放的能量要比可控核裂变大得多,而且没有任何污染和辐射产生,不同于核裂变所需的强核辐射原料,可控核聚变所需的原料从海水中就可提取,更重要的是目前位于合肥的“中国太阳”已经能持续运行百秒以上,处于世界领先地位。

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本世纪中叶到本世纪末可控核聚变技术就会完成从试验到商用的跨越,届时从海水中提取的核聚变材料将源源不断散发热量并蒸发液态水,产生的高压蒸汽再带动发电机发电,届时我们就能拥有近乎无限的电能。

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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中国的人造太阳(EAST)装置,就是模仿太阳发光发热的原理,实现人工可控核聚变,释放能量,如果能够成功,那就是可以供给人类生活生产需要的终极能源。

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太阳发光发热供给了整个太阳系的能量,它靠的就是宇宙精心设计的太阳核心处的核聚变反应堆,在太阳的核心,温度和压力都及其之高,太阳通过巨大质量把高温等离子体约束在一起,时时刻刻以一定的速率进行着聚变反应,根据目前太阳聚变的速率,它还能继续燃烧50亿年。

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我国正在建造的人造太阳装置,是人造太阳环流器二号。这是一种大型的托卡马克装置,通过磁约束等离子体,来实现人工可控核聚变反应,其中的等离子体温度可以达到1.5亿度,这样的高温可以提高可控核聚变的时间,为高温等离子体研究和人工核聚变装置的实用化发展奠定基础。

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可控核聚变一旦实现实用化和商业化应用,那么困扰人类的能源问题不再存在,人类也可以从容的去探索星级大海,当目前来看,还需要几十年的历程,而且是图1中的那种大型装置,当然,我们都希望实现钢铁侠那样的小型动力装置,那么人人都可以化身超级英雄了。

人造太阳可能实现吗

人造太阳人造太阳是可以实现的,但现在是不能实现的,比现在的科技水平还达不到人造人造太阳的标准,随着科技的发展,人造太阳终究会有一天会出现在人类面前,我们平常觉得不可能的事,现在不都实现了吗?将来不仅仅有人造太阳,还可能有人造月亮

中国人造太阳是403秒还是1000秒

1000秒。

“人造太阳”也就是大型非圆截面全超导托卡马克装置其建立之初的既定科学目标是实现“1亿度高温,1000秒的等离子体放电”。因为核聚变要想成功为人类所用,就必须将元素氘、氚的等离子体瞬间加热至1亿摄氏度,并连续持续1000秒,才能实现长久稳定、持续不断的核聚变反应。数亿“1亿度和1000秒”也成为了商业化所必须实现的一道重要门槛。

1. 中国人造太阳是1000秒。
2. 这是因为中国人造太阳是指中国的东方超级环境模拟器(EAST),它是一个核聚变实验装置,用于模拟太阳核聚变反应。
它的脉冲持续时间为1000秒,这是为了更好地研究和掌握核聚变技术。
3. 中国人造太阳的脉冲持续时间为1000秒,这相对较长,可以提供更多的实验数据和研究时间,有助于科学家们更深入地了解和解决核聚变技术中的问题,推动核能领域的发展。

中国人造太阳的成功意味着什么?是不是人类将不会再有能源危机了

可控核聚变技术。如果人类能将其掌握,这会比人类历史上所有的革命和技术发明加起来都要重要。人类将打开新纪元进入星际时代,去征战无尽星辰大海。

希望在有生之年能看到这一天


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答:目前只是实现了一亿度电子温度,属于阶段性成功,距离真正的人造太阳实用还差很远。

东方超环由我国独立自主建造,专业名称叫做超导托卡马克装置(EAST),这次我国东方超环取得成功的实验,其实在8月份就完成了,只是为了确保数据的准确性,做了大量计算和校验,直到11月份才公布成果。

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早在2016年2月,东方超环就实现了5000万度102秒的长时间等离子体束缚;而这次,东方超环实现了一亿度电子温度(不是离子温度),但没有公布持续时间,猜测持续时间并不长,但也算是一项突破性进展。

可控核聚变作为人类的终极能源,人类对其寄予了厚望,而实现聚变最容易的反应,是氢的同位素氘与氚的聚变,在太阳内部,主要进行的就是氘核与氚核的聚变,太阳内部温度大约1500万度。

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但是以人类的技术条件,远远无法制造出太阳内部的压力,所以只能进一步提高温度来实现氘与氚的聚变,实际温度需要数千万至数亿度,温度越高越容易实现聚变反应。

氢弹使用原子弹引爆,可以达到聚变条件,但是该聚变过程是不可控的。

目前能实现上亿度超高温的方式有两种:

(1)一种是利用强激光产生超高温,把氘核与氚核放置在球体中央,使用强激光聚焦使氘氚聚变,目前该技术的难度,是强激光器远远无法达到持续使用的要求;

先把一些通用的指标列出来,才可以谈中国的可控核聚变到底达到什么程度。

Q大于1就意味着“输出大于输入”。烧锅炉的汽轮机“热电效率”在40%-70%,再算一些损耗,认为Q=2.5是成本价。商业应用要求得赚钱,一般认为要Q>50才值得推广。划分一下几个关键点:

Q>0,实现聚变反应,原理性突破标志。

Q>1.0,输出能量大于输入能量,“盈亏平衡”突破标志。

Q>2.5,输出能量转化为电能后仍大于输入能量,“实用化”突破标志。

Q>50,输出能量转化为电能后可实现盈利,“商业化”突破标志。

中国70年代上了第一台托卡马克CT-6;1984年的环流一号(HL-1);后来的HT-6、HT-6B、HL1M、HL-2,基本只是摸摸原理,谈不上什么成绩。

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苏联解体后,中国拿回来T-7,改名HT-7(合肥超环)。这二手货玩了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,在中国聚变历史上绝对是值得记住的。

EAST是全世界第一个全超导的托卡马克(别人都是部分超导),目前应该是唯一的“稳态高参数”运行的托卡马克,刷数据那是分分钟的事情啦。

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2016年初EAST把记录刷到了5000万度102秒,现在最大的麻烦在内壁上,第一壁材料抗不住辐射,我们的材料学实在弱,拖了后腿。

说完了中国现在核聚变的发展程度,我们再聊聊如果真有一天人类把这玩意弄周全了,将是什么样的景象。

中国人造太阳距离真正成功还差的远得很,只是阶段性的成功,实现了1亿℃下的等离子体反应,但运行时间还很短暂,距离投入商业运行还差很远很远。

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此前国际可控核聚变试验中,成功将Q值提升到1.25,所谓Q值是指应用可控核聚变技术时输出的能量和输入能量的比值。目前的可控核聚变利用超导体制造环形磁场,将气体加热到数千万度,这个过程需要消耗大量的能量,Q值大于1是实现可控核聚变商业运行的重要一步,起码证明这种技术从能量输出上看,确实是很值得大力研究的。

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另外就是运行时间,由于磁环内部的核聚变反应释放能量产生的超强高温和能量爆发的冲击力,设备中关键组件的寿命就成为制约可控核聚变运行时间的重要因素。目前国际上、我国曾经都实现过在1500万以上的高温下运行超过100秒,我国的目标是争取实现2亿℃高温等离子体反应1000秒,100秒到1000秒,差了整整9倍,此处成功将反应温度提升到1亿℃,只是阶段性成功。

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目前中俄日法在可控核聚变研究中走的比较靠前,只是看到了曙光,在投入商业运用之前可能仍需要十数年甚至数十年时间实验研究。

能源是人类文明进步不可或缺的重要资源,千百年来,能源也总能够成为人类大动干戈的理由,科幻小说《三体》里有一句话:“从此以后,能源不再是什么需要珍惜的东西了。”如今看来,这种美好愿景似乎距离我们也不远了。

前日,中科院等离子所突然发布消息,素有“人造太阳”以及“东方超环”之称的磁约束核聚变实验装置取得重大科研进展,首次实现了加热功率超过10兆瓦,等离子体储能达到300千焦,等离子中心电子温度突破一亿摄氏度的成就。

一亿摄氏度什么概念?也就相当于五个太阳吧!毕竟,即使是真正的太阳核心温度,也不过2000万度,这项技术的难度在于,如何在提高加热效率的同时,保证热量更慢地流失出去,一般来说,把“炉子”造得大一些,便可以相对更容易地提高核心温度。

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而此次中科院等离子所能够在比较小的“东方之环”上面取得一亿摄氏度的成就,已经实属难得,但这还不是极限,等到以后以国际热核聚变反应堆的标准来操作的话,温度甚至可以飙升到两亿摄氏度,而且难度更低。

“东方超环”是中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所自主设计以及研制并且拥有完全知识产权的第四代核聚变实验装置,也是中国乃至全世界第一个非圆截面全超导托卡马克聚变实验装置,技术含量顶呱呱。

它的高度仅为11米,半径也只有4米,可整体重量却高达400吨,虽然号称“人造太阳”,不过实际上这个装置看起来更像是一尊巨大的高压锅,但在这其貌不扬的外表之下,却潜藏着足以改变整个世界的强大力量。

中国乃至全人类的化石能源储备是有限的,总有一天会被消耗殆尽,随着人口急速增长,相信这一天不会太遥远,到了那个时候,谁也没法保证人类不会回到刀耕火种的时代,而“人造天阳”的出现,则有望彻底摆脱人类的能源困局。

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“人造天阳”的具体工作原理是将海水当中大量存在的氘和氚在超高温条件下发生核聚变,从而提供源源不断的能源供给,仅仅一杯一升海水提取出来的氘和氚通过核聚变所能够转化出的能量,就相当于300升的汽油,而地球上现有的氘足够人类烧它个几亿年都不成问题。

当然,同样重要的是,核聚变非常干净卫生,聚变产物也都是些不存在辐射污染的稳定同位素,现有的石油,煤炭,天然气等能源经过转化后,或多或少都会排放出污染环境的废料,目前正在应用的核裂变反应,同样也会产生半衰期长达数千年之久的核废料以及重金属废料。

当前,更多制约核聚变产能的,并非做不到,而是成本问题,因为聚变不是说变就变了,不仅燃料加热到上亿度需要消耗能量,维持这个数字同样需要消耗能量,如果聚变所产生的能量不足以支撑消耗的能量,那么就意味着它是不划算的。

关键在于如何提高等离子体的温度,密度,以及约束时间,这些单元如果能够得到实质提升,便可能产出更多能量,从而获得更加彻底的能量净输出,实现真正的“人造太阳”,我们可以畅想当人类世界得到无尽能源后会变成什么样子。

要是成功了那意义超乎想象。估计成功的概率相当大当然还得些年,瓶颈问题就是承载高温问题,能承载1亿度估计瓶颈问题解决的差不多了,以后无非是提高磁功率就能承载更高的温度。这个东西的电是可控的用多少出多少跟现在的电不一样现在电发出来没人用就白白的浪费了,只能往蓄电池里存点。如果全球都用我们的电那是啥概念,不老实就拉电闸,一下就老实了,还想挑衅搞战争门都没有的。希望早日搞出来这东西太厉害了。个人观点

首先要明确一点,我国的“人造太阳”还没有成功,目前仍然处于实验阶段。不仅我国没有成功,其他国家也都还没有成功。如果“人造太阳”真的能够实现,人类即将面临的能源危机将会得到解决。

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“人造太阳”是指可控的核聚变反应。太阳能够把氢聚变成氦,不断释放出巨大的能量。虽然人类已经能够实现核聚变反应——氢弹,但这是不可控的,无法用作能量来源。只有实现可控核聚变,才能稳定地产生能量。

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可控核聚变使用氘和氚(均为氢的同位素)作为核聚变燃料,它们在高温下会变成带正电的原子核和带负电的自由电子,这种混合物就是等离子体。在高温的环境中,氘和氚原子核获得足够高的动能之后会更容易互相碰撞,从而发生核聚变反应,产生氦-4和中子,并释放出能量。

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在目前人类制造出的材料中,最高的熔点还不到五千度。而核聚变会产生上亿度的超高温,所以需要特殊的装置来约束。对此,我国建造了全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST),利用强磁场来约束核聚变反应。

我国人造太阳何时升空


1. 目前我国人造太阳尚未升空。
2. 这是因为研发和制造人造太阳是一个复杂而庞大的工程,需要充分的科研和技术支持,目前还在不断进行研究和实验阶段。
3. 人造太阳的升空时间取决于科研人员的研发进展和技术突破。
随着科技的不断进步和研究的深入,未来可能会有更多的突破和进展,人造太阳的升空时间可能会逐渐确定。

新一代人造太阳取得重大进展的意义


人造太阳获得重大进展意味着我们离实现核聚变能源的梦想更近了一步。

核聚变是一种清洁、高效的能源形式,不会产生二氧化碳等温室气体,也不会产生放射性废物。如果能够实现可控的核聚变反应,将会对人类的能源需求产生巨大的改变。此次进展意味着科学家们在掌控核聚变反应方面取得了重大突破,为未来实现可持续能源的目标提供了新的希望。

新一代人造太阳的重大进展对于解决能源危机、推动清洁能源发展、减少对自然资源的依赖以及实现可持续发展具有重要意义。

其研究成果将有望为人类提供更加稳定、可靠、廉价的清洁能源,同时也将为相关科技领域的发展带来巨大的推动力。

中国的人造太阳何时升空

人造太阳,主要指的是可控核聚变。人造太阳的目的也不是为了升天照亮大地,而是要解决能源危机问题。

地球上绝大多数的能量都来源于太阳。地球上的风能,是因为地球上不不同地区吸收太阳能量不同而产生温度差,从而产生气体对流效应,也就是我们所说的风。地球上的绿色植物,通过光合作用把太阳能转化成化学能,把水和二氧化碳转变成葡萄糖,一方面满足自身生长代谢的需求,另一方面通过食物链被动物吸收,被分解产生能量满足动物的的生长繁衍。我们现在可用的化石能源,包括石油,煤和天然气,也都数亿年前的动植物和微生物通过吸太阳能而存储的能量。潮汐能也是湖海通过太阳和月球的引力效应产生潮涨潮落。此外,还有些能量是来自地球内部的内核反应产生的,如地热能等。

但太阳又是如果产生这些能量的呢?太阳所用到的原理是核聚变。核聚变是一种高效的智能转化效应。根据爱因斯坦的质能方程,即使很小很小的质量损失,即能产生巨大的能量。啊完成这种质量损失的过程,主要有核裂变和核聚变。我们人类所研发的原子弹爆炸利用的就是核裂变的原理,带原子弹爆炸属于不可控核裂变,反应一旦开始就无法停下,直到把能够进行核裂变的物质消耗完毕。然后我们已经实现了可控核裂变,我们所用的核能电站用到的就是这个原题,使它能够长期的,缓慢的,稳定的产生能量,并转化为电能输送出去。但和裂变有个致命的缺点缺点就是污染严重,产生的废料废有的经过数百万年仍然存在放射性,使得动植物不能靠近。现在处理这些废料的方法主要是深埋。另一方面,我们人类也实现了核聚变反应,核聚变反应具有比核裂变更高效的质能转化效率,并且污染小,几乎没污染,但我们目前只实现了不可控核聚变,也就是我们想说的氢弹,可控核聚变仍然是目前我们前沿科技想要攻克的难题。太阳,就属于不可控核聚变,太阳的上用来聚变的氢,早晚有一天要消耗殆尽。

目前的人造太阳技术,也就是可控核聚变仍然属于世界级难题。中科大核能物理研究所在这一领域走在世界前列,成功将核聚变也就是我们所说的人造太阳的持续时间从几秒提升到数分钟。并能通过向外部做功输出能量,然而想要让它更长久的持续下去,短期仍然难以实现。15年前,曾有人说,15年后将实现可控核聚变,然而15年过去了,现在人们对这一目标实现的乐观预计年限仍然是15年。

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中国人造太阳首次实现一亿度,对此你怎么看?这一技术如果成功了,人们的生活会有什么变化

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!虽然取得了进步,但离实用差距依然很大,还需继续努力!如果实现了受控核聚变,其变化无异于从农耕文明迈入机械文明。而这次,人类将从机械文明迈入星际文明,绝对是人类生产力一次质的飞跃。

社会需要进步,工业就需要发展。生产力的动力除了人之外,我认为最重要的就是能源。机器的运转要不要做功?做功就需要能源。人造太阳的初衷就是想人为控制的获得核聚变的能量。

大家都知道核弹的威力,吓不吓人?然而核炸弹是利用核裂变获得的能量,相对于聚变,简直就是小儿科,简直就是小巫见大巫。需要注意的是,核裂变是从重核裂解为小的。现在的核反应堆就是通过控制中子来调节能量输出的。但是一旦发生泄露,可就麻烦了,因为核反应堆利用的都是有放射性的物质,比如铀等。而这种放射性致畸是不可逆转的。要等到它衰变后,逐渐变成没有放射性的物质才安全。问题是这是一个非常非常漫长的过程!

而人造太阳的安全问题就可以控制,而且聚变产物没有放射性。由于聚变反应需要的条件比较高,一旦发生事故,造成反应的等离子体约束破裂,聚变反应便会终止。因此,聚变燃料的保存运输、聚变电站的运行都比较安全。

另外,聚变原料取之不尽,其主要燃料就是海水中的氘和氚。一升海水提取的氘能产生的聚变能源相当于300升汽油。而汽油迟早会枯竭,皆因汽油的产生也要经历一个非常漫长的过程。

汽油就是工业的血液。一亿度的人造太阳就已经在迈出了获得源源不断的“汽油”这一步,意味着未来的工业血液就可以大换血。换成这种污染低,易获得的能源。

一亿度,说明什么?技术有所突破。也就是说未来的不久,大家都有可能看见或者使用上由它产生的能源。比如电力!

在21世纪,能源与发展之间的关系呈正相比。有了充足的能源,工业才能发展,社会才能进步。与国际石油相挂钩的美元体系,也正是因为控制了能源而保证了美国根深蒂固的金融霸主地位。虽然我们现在拥有了核裂变发电技术,但由于这种核电技术既不清洁也不安全,原料的提取和使用也存在着极大的风险和要求。因此发展下一代可控核聚变发电技术是目前全世界所有核物理科学家和工程师的首要任务。

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可控核聚变是通过高温高压的方式使氘氚这种氢的同位素发生核聚变,并利用核聚变产生的大量热量转化为目前可以使用的能源。而太阳正是一颗无时不刻都在进行着核聚变的恒星,因此,可控化核聚变技术又被称为人造太阳。

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前不久,中国首台三十万千伏安立式脉冲发电机组通过验收。这个发电机组能够存储并释放大量的电力提供给可控核聚变装置,起到一个点火的充电宝的作用。该立式脉冲发电机组能够满足我国最先进的聚变研究装置"中国环流器2号(HL-2M)",各项技术处于世界最先进水平。

中国环流器2号可控核聚变装置是中核集团西南物理研究所建造的最新托卡马克装置。这种托卡马克装置利用强电磁场控制核聚变的反应,是目前世界上主流的研究可控核聚变的装置。这种装置最大的要求就是需要拥有一个超大型的充电宝,这个充电宝必须拥有足够大的容量以及放电能力。

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托卡马克在通电时会产生巨大的磁场,并将其中的高温等离子体加热到极高的温度,以达到聚变对温度要求。相比铀核裂变,氢元素的原子核聚变要困难得多。由于两个原子核需要聚合到一起才能放出巨大的能量,而他们必须具有极高的动能才能让吸引力大于静电斥力。想要赋予两个原子核极高的动能,就需要产生几千万甚至几亿摄氏度的高温,因此一个能够输送大量电力提高温度的大号充电宝是托卡马克装置完成可控核聚变的重要组成部分。

而这个中国环流器2号装置的等离子电流将达到世界最顶尖的水平,等离子体的温度将会超过1.5亿度。足够高的温度将使得托卡马克装置可以捕捉更多的核聚变的元素,提高可控核聚变的时间,并获得更多更长的研究资料。该立式脉冲发电机组正式使用以后,将使得hl-2m核聚变装置得以实现核聚变反应堆芯级物理实验,为核聚变装置的下一步可实用发展奠定工程实验基础。(利刃/AL)

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