中国「人造太阳」运行时间破千秒,这一成果具有哪些重大意义?

[复制链接]
beyond004 发表于 2023-8-29 01:29:56|来自:湖北 | 显示全部楼层 |阅读模式
  本报合肥1月5日电  (记者徐靖)日前,中科院合肥研究院等离子体所EAST控制大厅里,有“人造太阳”之称的国家重大科技基础设施全超导托卡马克装置(中文名东方超环,简称EAST)再次创造新的世界纪录,实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,这是目前世界上托卡马克装置实现的最长时间高温等离子体运行。
  EAST装置运行15年来,先后实现了1兆安电流、1.6亿摄氏度、1056秒的等离子体运行,通过开放共享的建制化管理模式,全面实现了EAST设计参数指标,在稳态等离子体运行的工程和物理成果上继续保持国际引领。EAST装置取得的系列创新成果,为自主建造聚变工程实验堆提供了重要的实验基础。
全部回复2 显示全部楼层
fkbill 发表于 2023-8-29 01:30:12|来自:湖北 | 显示全部楼层
有非常大的意义。但和你们想的不一样!大家可能不懂,容易被一些新的技术成果带兴奋,觉得核聚变可控马上来了,很快实验堆建造。其实不是这么回事。
出现新技术必须要研究下大致逻辑,阶段,是不是骗子忽悠,所以周末特意研究了下这玩意!
首先,这玩意新闻中讲的东西突破,的确意义重大。所谓目前的人造太阳,更多的是点火约束装置,这里是磁约束。
并不是完全体点火后实现电流输出,这有本质差异!
所谓100万安培突破,是靠输入电经过点火装置,实现高温高压,高温必须用强大的磁场控制约束,高温高压下反应,外部检测。磁场不够不可控,谈不上约束,温度不够不反应谈不上控制。点火可控可调节约束可控,反应可控就是现在的状态。
这中间每一项都有很大的技术难度,这里主要讲磁约束,而磁约束又离不开超导体,超导体材料的变化是目前成熟的不间断突破的技术,可促使小型化磁约束!
但离核聚变输出还很远。
真正的核聚变输出稳定全过程,就可以建立实验堆,现在可不是!还有一些问题没解决。
那些技术问题
我罗列一下大致的一些东西
首先发电,输电,
超高压输电变电技术,这个我国早已突破,目前发过那个变压器用的就是我们的。电是法国,变压器我们的。
然后输入点火,点火堆或者叫磁约束堆。
这个中间有个工程建设问题,我们不在话下,国内有几个实验堆,可以独立建设研究
技术难度里边,离磁约束1亿温度等离子最近的有一层防护壁,超高温实现点火,超低温实现超导。超导技术我们很先进。还有外部监测装置,我们也可以。
然后就是系统的可控,就是25号那个新闻的意思。
下边还要解决很多问题
氚的自然增值,送料和持续反应
氚灰的排除问题
能量输出问题
成本问题,真正的实验堆
商用乃至小型化
别看输出简单,其实很复杂,因为磁约束本身是个完美的闭环,你要打破这个闭环再进出料,输出能量,就很困难。不是原先发动机机械的思维方式,一亿的温度没有任何东西能承受,只能通过无线电磁变幻或者其它方式实现。
在航天领域,有个离子发动机,类似轨道炮,加速机这种,让离子在电场内加速,可以转换,原理简单,具体怎么实现就复杂了!
说白了就是电和离子态的相互转化,目前电可以轻松转化离子态,虽然不是特别不划算,但一些应用场景都需要。而离子态离子电流转化为电是比较困难成本巨大,目前只适用在各别领域,限制颇多。。
水,热,机械能,电,电磁转换。离子,电,电磁,离子相互转化。
还有个新技术,就是美国科学家发明的一种离子电池或者说发现的一种现象,即内部电子移动,而离子在外部移动。。离子也叫离子电流。
这个和人体一模一样,人体内部是有体液的,体液循环清浊就会产生电子移动,而身体外部就会有离子流动。离子就是中医说的气啊。
离子态就是能量气态!这能说啥!科学的进步,所谓古老的理论得意让你们相信,而不在玄幻!
foxfly 发表于 2023-8-29 01:30:47|来自:湖北 | 显示全部楼层
根据报道,近日中国的“人造太阳”又创下了一项新的世界纪录,因为它目前的运行时间,已经达到了1056秒,这也意味着,人类朝着“可控核聚变”又更近了一步。




那么,什么是“人造太阳”?它又有什么用呢?

“人造太阳”,全名为国际热核聚变实验堆,它是一项国际联合的科研项目,主要作用,就是为人类提供出不会枯竭的,也不会对环境造成任何污染的新型能源。
在2006年,我国也加入了这个国际合作项目,并且还在我国安徽,建造了核聚变实验装置——EAST,这也是目前世界上领先的核聚变实验装置,并且多次打破世界纪录。




那么 ,这项核聚变实验装置,它的主要原理是什么呢?简单来说,就是模仿太阳的运行原理,从而探索核聚变能源在人类世界中的应用。
提到太阳,我们都知道,作为一颗恒星,它本身就是在不断释放热量,从寿命来看,太阳大约可以稳定运行100亿年左右,然而,对于人类来说,太阳每秒释放出来的热量,却并不是全部抵达了地球,而是大多消散到了太空之中。




所以,多年来,一直都有很多研究者认为,如果人类可以将太阳释放出的能量全部采集,那么,人类也就不愁没有资源用了,但是,对于现阶段的人类来说,我们是做不到的,因此,我们就只能在地球上,先制作一个“人造太阳”出来。
原理和太阳内部核聚变的过程是大同小异,由于它的主要原料是来自于海水,这也就相当于是纯绿色环保的,同时也是取之不竭的,自然,这对于人类来说,相当于是能源史上的全新突破,一旦成功了,也将推动人类文明,进入到全新阶段。




那么,核聚变是核裂变的区别是什么?为何人类不使用核裂变能源?

在很多科幻作品中,都曾经预示了“核能”的重要性。比方说《星际穿越》中,主角们离开地球,去寻找新家园的过程中,所搭乘的太空飞船,它的动力来源就是核聚变。
从这里我们可以看出,对于人类来说,核能就是人类的终极能源,不过,核能也是分为很多种形式——核裂变、核聚变和核衰变,目前人类比较熟悉的,而且已经应用的,就是核裂变,比方说在二战期间美国制造的原子弹,再加上目前很多国家都已经建立的核电站,这都属于核裂变。






所以,虽然核裂变能源是人类最早应用的核能资源,但是,它却并不适合长期使用,于是,科学家们才会去研究核聚变能源,因为虽然都是核能,但是核聚变能源却是没有任何危害性的,是真正的清洁能源。
而且由于它的主要原料来源是海水,这也意味着,至少100亿年内,人类是不需要为能源不足等问题发愁的,这是什么概念呢?按照太阳运行的规律来看,人类最多还能在地球上生存10亿年左右,相当于人类离开地球那一天,都不需要再为能源问题担心了。




那么,人类何时才能正式使用核聚变能源呢?

根据我国“人造太阳”的研发预测,大约在2050年左右,我国的“人造太阳”就可以投入商用了,也就是说大概还需要30年左右的时间。
当然,这也只是预测而已,因为核聚变能源还有一个关键,就是“可控”,人类如果无法研发出可控核聚变,那么,也就无法真正让核聚变能源成为人类的终极能源。




那么,什么是“可控”核聚变呢?简单来说,就是能量的释放人类是可以控制的,这样一来,也就不用担心能量不足,或者是能量释放太大。
所以,目前的研发难点,也就是集中在“可控”二字上,那么,何时才能让“可控”不再成为难题呢?在刘慈欣的《三体》中,刘慈欣提到,人类在22世纪的时候,才终于搞定了可控核聚变,并且还将这项技术用在了太空飞船上,人类也能因此达到了光速的15%,从而有机会离开太阳系。




虽然是科幻作品,不过刘慈欣说出的,也是很多科学家的心声——人类是很难在本世纪成功的,这也意味着,可能至少还有百年的时间要去等待了,你怎么看?

欣提到,人类在22世纪的时候,才终于搞定了可控核聚变,并且还将这项技术用在了太空飞船上,人类也能因此达到了光速的15%,从而有机会离开太阳系。




虽然是科幻作品,不过刘慈欣说出的,也是很多科学家的心声——人类是很难在本世纪成功的,这也意味着,可能至少还有百年的时间要去等待了

快速回帖

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则