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。
中国人造太阳首次实现1亿度运行,核聚变是最有希望取代石油的能源吗?
煤,石油之后,代替的能源是什么:
目前看来,最有希望的能源将是受控聚 变核反应提供的核 聚 变能。
“聚 变”是较轻的原子核 聚合成较重的原 子核的反应。它所释放的能量要比等量的裂变原料发生裂变释放的能量大很多倍。不仅如此,聚变 核 反应的原料也十分丰富。能够产生聚变的元素主要是氢的同位素氖和氘,人们称之为重氢。0.03克重氢在聚变反应中释放出的能量,相当于燃烧300公升汽油。重氢在海水中的含量是每吨17.1克。地球上海水中的重氢即使能从中提取出千分之一,也可供人类使用几十亿年!
既然核 聚变能可以说是取之不尽、用之不竭的能源,那么我们现在为什么不大规模地开发利用呢?原来要使轻核 聚 变,存在着一系列技术上的难题。首先必须达到几千万度以上的高温,才能使轻核之间接近到可以发生聚变的距离。因此人们常把聚变反应称为“热 核 反应”。要获得这样的高温实在不容易。热 核 聚 变在氢 弹里已经实现,它是用原 子弹爆 炸来达到这个高温而引 爆的。但是氢 弹里的热核 聚变反应不能控制,一发而不可收,其爆 炸威力比原 子弹大得多,根本不能有节制地和平利用。
其次,高温下的重氢的原子核和核外电子已经分离,成为等离子体。在这种状态下,核运动极其迅速激烈。要想把这样高温高能的等离子体约束在一定的区域里,并让它按人的意志有节制地释放能量,当今世界上还真找不到一种实实在在的容器能装得住这个“魔鬼”。还是科学家们神通广大,他们利用磁场制成了“魔瓶”,把等离子体约束在一起,这种方法叫磁约束法。苏联一种叫“托卡马克”的核聚变装置,就是用这种“魔瓶”来研究受控热核反应的。我国科学家研制的“中国环流器一号”受控核聚变装置也已正式运转。
目前,微型受控核聚变的研究已有较大进展,科学家们正在不断努力探索。
想让可控核聚变成为主流能源,需要考虑至少两个课题:
仅从这两点出发进行考量,就不难发现,如果单次可控核聚变所产出的能量不能做到抵消原料成本(包括能源输入在内),将其作为能源商用是毫无意义的。
中国人造太阳正式诞生,不过这个“太阳”到底有什么用?
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
“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。
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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