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最新發現:氣泡會對「託卡馬克中」核聚變等離子體造成嚴重破壞
氣泡會對核聚變反應所需的等離子體造成嚴重破壞,這種氣泡狀的湍流在聚變等離子體邊緣膨脹,並從邊緣排出熱量,限制了甜甜圈形狀聚變設施中聚變反應的效率,這種聚變設施被稱為「託卡馬克」。美國能源部(DOE)普林斯頓等離子體物理實驗室(PPPL)的研究人員現在發現:氣泡與限制裝置核心中等離子體燃料聚變反應磁場波動之間存在令人驚訝的關聯。
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問:要實現受控熱核聚變,ITER最關鍵的裝置是什麼?答:可控核聚變意味著清潔和近乎無限的能源供應,一直都被寄予「解決全球能源問題」的期望。核聚變具有固有的安全性。核聚變的燃料和產物都不具有放射性。其產物是氦氣,是一種無毒、無害的惰性氣體,不產生長壽命放射性核廢料。核聚變反應不存在失控的風險,因為反應條件十分苛刻,極端情況下核聚變反應也會自行終止。
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中國首座中等規模球形託卡馬克聚變實驗裝置建成
我首座中等規模球形託卡馬克聚變實驗裝置建成科技日報北京8月8日電 (記者操秀英)我國首座中等規模球形託卡馬克聚變實驗裝置——新奧「玄龍-50」8日在河北廊坊建成,並實現第一次等離子體放電,正式啟動物理實驗。
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我首座中等規模球形託卡馬克聚變實驗裝置建成
科技日報北京8月8日電 (記者操秀英)我國首座中等規模球形託卡馬克聚變實驗裝置——新奧「玄龍-50」8日在河北廊坊建成,並實現第一次等離子體放電,正式啟動物理實驗。該裝置是託卡馬克聚變和仿星器聚變裝置之後的另一種磁約束高溫等離子體實驗裝置。
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【核科普】核聚變裝置「託卡馬克」簡史
託卡馬克中等離子體的束縛是靠縱場(環向場)線圈,產生環向磁場,約束等離子體,極向場控制等離子體的位置和形狀,中心螺管也產生垂直場,形成環向高電壓,激發等離子體,同時加熱等離子體,也起到控制等離子體的作用。艱難探索二戰末期,蘇聯和美、英各國的科學家在互相保密的情況下開展了受控核聚變有關工作。
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我國首座中等規模球形託卡馬克聚變實驗裝置建成—新聞—科學網
科技日報北京8月8日電 (記者操秀英)我國首座中等規模球形託卡馬克聚變實驗裝置——新奧「玄龍-50」8日在河北廊坊建成,並實現第一次等離子體放電,正式啟動物理實驗。
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託卡馬克:可控核聚變裝置
託卡馬克又稱環磁機,是一種利用磁約束來實現磁約束聚變的環性容器。達到穩定的等離子體均衡需要圍繞環面移動的螺旋形狀的磁力線。真空室內充入一定氣體,在燈絲的熱電子或者微波等預電離手段的作用下,產生少量離子,然後通過感應或者微波、中性束注入等方式,激發並維持一個強大的環形等離子體電流。這個等離子體電流與外面的線圈電流一起,產生一定的螺旋型磁場,將其中的等離子體約束住,並使其與外界儘可能地絕熱。這樣,等離子體才能被感應、中性束、離子迴旋共振、電子迴旋共振、低雜波等方式加熱到上億度的高溫,以達到核聚變的目的。
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美國託卡馬克聚變反應堆破世界紀錄
科技日報北京10月18日電 (記者張夢然)據美國麻省理工學院官方網站消息,該校科學家在阿爾卡特C-Mod(Alcator C-Mod)託卡馬克聚變反應堆實驗中創造出新的世界紀錄,等離子體壓強首次超過了兩個大氣壓。鑑於高壓等離子體是實現可控核聚變的關鍵因素,這意味著人類距獲得「取之不盡用之不竭」的清潔能源又近一步。
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除了東方超環、中國環流器,你還知道哪些託卡馬克試驗裝置
從20世紀50年代提出利用託卡馬克實現可控核聚變的理論以來,全世界有超過200個託卡馬克試驗裝置,這些中國、歐洲、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國的裝置從不同的方面為測試和解決可控核聚變中遇到的各種難題,朝著實現人造太陽的目標推進。以下是其他國家和地區的一些試驗裝置的介紹。
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美國託卡馬克聚變反應堆破世界紀錄—新聞—科學網
美國託卡馬克聚變反應堆破世界紀錄
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全超導託卡馬克核聚變實驗裝置
裂變需要的鈾等重金屬元素在地球上含量稀少,而且常規裂變反應堆會產生放射性較強的核廢料,這些因素限制了裂變能的發展。聚變能是兩個較輕的原子核聚合為一個較重的原子核並釋放出的能量。目前開展的受控核聚變研究正是致力於實現聚變能的和平利用。其實,人類已經實現了氘氚核聚變--氫彈爆炸,但那是不可控制的瞬間能量釋放,人類更需要受控核聚變。維繫聚變的燃料是氫的同位素氘和氚,氘在地球的海水中有極其豐富的蘊藏量。
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大型聚變實驗剛剛實現了備受期待的「第一個等離子體」
經過長達7年的研製,英國的一個實驗性聚變反應堆已經成功啟動,實現了「首次等離子體」:證實其所有組件可以協同工作,將氫氣加熱成等離子體。「為桅杆升級設備供電是這個國家核聚變實驗的裡程碑時刻,使我們向2040年建成英國第一個核聚變發電廠的目標又邁進了一步。」聚變反應堆需要某種裝置來控制等離子體中發生的反應。託卡馬克是這種裝置的主要設計之一,它是一種圓形裝置,利用磁場來容納聚變反應產生的等離子體。
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託卡馬克研究的現狀及發展
它是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰託夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀50年代發明的。託卡馬克的中央是一個環形的真空室,外面纏繞著線圈。在通電的時候,託卡馬克的內部會產生巨大的螺旋型磁場,將其中的等離子體加熱到很高的溫度,以達到核聚變的目的。到了上世紀80年代,託卡馬克實驗研究取得了較大突破。1982年,在德國ASDEX裝置上首次發現高約束放電模式。
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美國託卡馬克聚變反應堆打破世界紀錄
近日,麻省理工科學家在阿爾卡特C-Mod(Alcator C-Mod)託卡馬克聚變反應堆實驗中創造出新的世界紀錄,等離子體壓強首次超過了兩個大氣壓。託卡馬克是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環形容器,該裝置的等離子體壓強達到2.05個大氣壓,其中等離子體每秒發生300萬億次聚變反應,比以往成績提高了15%,對應的溫度達到3500萬攝氏度,約是太陽核心溫度的兩倍。高壓等離子體屬於可控核聚變,這意味著人類距獲得「取之不盡用之不竭」的清潔能源又近一步。
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發現一種新方法,可以防止等離子體中的磁泡,幹擾核聚變反應
科學家們已經找到了一種新方法來防止等離子體中令人討厭的磁泡(磁島)幹擾核聚變反應,這為提高核聚變能源設備的性能提供了一種潛在方法。它來自於管理射頻(RF)波以穩定磁泡,這可能會擴大並造成幹擾,從而限制ITER的性能,ITER是正在法國建設的國際設施,以證明聚變電力的可行性。美國能源部(DOE)普林斯頓等離子體物理實驗室(PPPL)的科學家,已經開發出控制這些磁泡(磁島)的新模型。
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等離子體壓縮聚變
對在真空室內產生集中的磁通量和電磁輻射,由此集中的磁通量壓縮通過真空室的孔口注入的氣體混合物,從而形成等離子體核,並且電磁輻射加熱等離子體 當等離子體產生的磁場限制在反向旋轉的錐形結構之間的等離子體核心時,使得當通過孔口將其他氣體混合物引入等離子體核心時,會產生能量增益。
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中國核聚變最新進展突破 新一代「人造太陽」裝置首次放電
中國核聚變發展取得重大突破!澎湃新聞(www.thepaper.cn)從中核集團獲悉,2020年12月4日14時02分,新一代「人造太陽」裝置——中國環流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成並實現首次放電,標誌著中國自主掌握了大型先進託卡馬克裝置的設計、建造、運行技術,為我國核聚變堆的自主設計與建造打下堅實基礎。
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全超導託卡馬克核聚變實驗裝置獲重大突破
> 中國新一代「人造太陽」實驗裝置(資料圖) 記者2月3日從中科院合肥物質科學研究院獲悉,1月28日凌晨零點26分,全超導託卡馬克核聚變實驗裝置EAST成功實現了電子溫度超過5千萬度、持續時間達102秒的超高溫長脈衝等離子體放電,這是國際託卡馬克實驗裝置上電子溫度達到5000萬度持續時間最長的等離子體放電。
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我國全超導託卡馬克核聚變實驗裝置獲重大突破
1月28日凌晨零點26分,中科院合肥物質科學研究院全超導託卡馬克核聚變實驗裝置EAST成功實現了電子溫度超過5千萬度、持續時間達102秒的超高溫長脈衝等離子體放電,這是國際託卡馬克實驗裝置上電子溫度達到
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國際熱核聚變實驗堆重大工程安裝啟動 模擬太陽發光發熱
國際熱核聚變實驗堆計劃是當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程,它旨在模擬太陽發光發熱的核聚變過程,探索受控核聚變技術商業化可行性。歐盟、中國、美國、日本、韓國、印度和俄羅斯共同資助了這一項目。根據此前發表的公報,通過對項目進展的評估,國際熱核聚變實驗堆有望在2025年獲得第一束等離子體。