託卡馬克」是世界最大、最複雜的磁約束核聚變裝置

2021-01-15 國際電力網

  播種一個太陽,讓能源從此用之不竭,這是人類的一大夢想。

 

  如今,在法國南部海港城市馬賽以北約80公裡處的聖保羅-萊迪朗斯小鎮,國際熱

核聚變

實驗反應堆計劃(ITER)組織的數千名來自不同國家的科學家、工程師和管理人員正在埋頭「築夢」。數十年後,一個「人造太陽」可能在當地流水潺潺的迪朗斯河邊升起。

 

  近日,記者走進位於聖保羅-萊迪朗斯的ITER組織總部,深入到熱核聚變實驗反應堆建設工地現場,目睹和感受這個堪與國際空間站、人類基因組計劃等工程相媲美的國際大科學工程的宏偉與複雜。

 

  ITER組織建設的熱核聚變實驗反應堆是一個學名叫「託卡馬克」的裝置。該裝置的形狀像一個平放的輪胎,工作原理是通過磁場約束溫度高達1億攝氏度的處於等離子狀態的核燃料,讓作為燃料的氘元素和氚元素在超高溫下持續發生受控核聚變反應,從而產生巨大能量。

 

  這個反應堆是世界上在建的最大、最複雜的磁約束核聚變裝置,因為其反應原理和太陽發光發熱一樣,所以被形象地稱為「人造太陽」。

 

  記者在現場看到,工地上吊車林立,建設工作正有條不紊地進行。在佔地6000平方米、高60米的裝配車間,由7個參與方(30多個國家)分別製造的部件陸續小心翼翼地運來,在這裡完成清洗、檢驗和預組裝;在佔地1.2萬平方米的極向場線圈繞制車間,4個直徑為17至24米的極向場線圈的繞制工作正在進行。這些線圈是反應堆磁體系統的重要組成部分,有了它們,才能構建磁場,為熱核反應提供「容器」。

 

  此外,扮演反應堆的生命線角色的配套電網、不可或缺的冷卻系統也都在建設中。整個工地雖然很大,但卻幾乎沒什麼聲音,給人一種「歷史總是默默前行」的感覺。

 

  ITER組織總幹事貝爾納·比戈告訴記者,目前反應堆的工程建設已完成一半以上,根據目前的日程表,ITER將於2025年底實現首次點火,產生第一束等離子體,然後將於2035年開始聚變實驗,最終將於2050年左右實現核聚變能的商業應用。

 

  ITER組織成立於2007年,共有歐盟、

中國

、美國、俄羅斯、韓國、日本和印度七方參與。值得一提的是,在七方共同努力播種「太陽」的進程中,中國的表現十分突出。

 

  據ITER組織內外關係與總幹事行動辦公室主任金炬介紹,自2008年以來,中國陸續承擔了ITER組織分發的10多個採購包的製造任務,涵蓋了ITER裝置幾乎所有關鍵部件。中國籍管理和技術人員佔ITER組織員工的比例也不斷提高,如今已超過9%,僅次於歐盟。

 

  比戈告訴記者,中國是ITER「非常、非常好的合作夥伴」,中國交付相關產品「按時保質」,堪稱合作各方的榜樣。在公開介紹ITER計劃進展的新聞發布會上,比戈甚至情不自禁地指著大屏幕上顯示的由中國生產和交付的部件說:「你們請看,這些部件都來自中國。」

相關焦點

  • 【核科普】核聚變裝置「託卡馬克」簡史
    託卡馬克(Tokamak)是一環形裝置,通過約束電磁波驅動,創造氘、氚實現聚變的環境和超高溫,並實現人類對聚變反應的控制。它的名字Tokamak來源於環形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnet)、線圈(kotushka)。
  • 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。託卡馬克是磁約束裝置的幾種類型之一,並且是用於生產受控熱核核聚變能中的一個最深入研究的候選類型。
  • 全超導託卡馬克核聚變實驗裝置
    受控熱核聚變能的研究主要有兩種--慣性約束核聚變和磁約束核聚變。前者利用超高強度的雷射在極短的時間內輻照氘氚靶來實現聚變,後者則利用強磁場可很好地約束帶電粒子的特性,將氘氚氣體約束在一個特殊的磁容器中並加熱至數億攝氏度高溫,實現聚變反應。 託卡馬克(Tokamak)是前蘇聯科學家於20世紀50年代發明的環形磁約束受控核聚變實驗裝置。
  • 新能源:磁約束核聚變
    日前,中國科技大學宣布,我國首臺大型反場箍縮磁約束聚變實驗裝置(KTX)各系統的部件研製建造工作全面完成,進入裝置的最後整體安裝調試階段。從核裂變到核聚變,科學家們始終在尋找最清潔的能源。早在1942年12月2日,美國物理學家E·費米在芝加哥大學校園內一個球場上建成了世界第一個核反應堆。由此,人類開創了釋放核能的新時代。
  • 磁場約束核聚變—託克馬克裝置
    託卡馬克,是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。它的名字Tokamak 來源於環形、真空室、磁、線圈。最初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。相比其他方式的受控核聚變,託卡馬克擁有不少優勢。
  • 雷射約束和磁約束是可控核聚變的兩種方式
    氫彈就是核聚變產生的,是通過原子彈爆炸產生的高溫高壓促成的氫彈爆炸,也就是沒有原子彈就沒有氫彈。巨變反應的條件非常苛刻,溫度達到1500萬攝氏度,還要有巨大的壓力才能產生聚變反應。由於地球上無法創造出如此制高的壓力,所以只能用更高的溫度來彌補,溫度達到上億度壓力不夠也能形成聚變反應。
  • 中國大型反場箍縮磁約束聚變實驗裝置在合肥開始總裝
    可控核聚變是當代世界最前沿的科技領域,由於其對技術要求的極端苛刻,到目前為止仍處於前期預研階段,而且學術界有「核聚變距離成功永遠有25年」的說法。目前世界各國投入研究力量最大的是磁約束核聚變,而這其中託卡馬克裝置則被認為是最有希望在未來取得突破的一種可控核聚變發電裝置結構。
  • 人造小太陽之磁約束核聚變 | 中國工程院院刊
    在磁約束聚變領域,託卡馬克研究目前處於領先地位。我國正式參加了國際熱核聚變實驗堆(ITER)項目的建設和研究,同時正在自主設計、研發中國聚變工程試驗堆(CFETR)。 註:風雲之聲內容可以通過語音播放啦!
  • 什麼是磁約束可控核聚變,什麼時候才能商業化可控核聚變發電?
    無論是磁約束還是慣性約束核聚變,都是可控核聚變研究的重要方向,兩者本質上沒有什麼區別,都是控制氚氘等輕元素聚合成重元素的一種方式,但兩者的原理與過程卻大相逕庭,不妨來圍觀一下!但在地球上,如此的高溫或者高壓都難以實現,當然與超高壓相比似乎高溫還簡單一些,所以現在的可控核聚變都是往這個方向上靠攏!儘管磁約束與慣性在實現方式上各不相同,但基本不外乎就是滿足這兩個條件!
  • 中國科大建成我國首臺反場箍縮磁約束聚變裝置
    每兩分鐘即可獲得一次放電,最大等離子體電流可達180千安……11月3日,中國科學技術大學發布消息,我國首臺反場箍縮磁約束聚變裝置——「科大一環」正式建成運行。
  • 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。
  • 核聚變發電有望了?我國核聚變裝置已能放電,電流已達250萬安培
    提起「人造太陽」,我們都會想到可控核聚變,想到託卡馬克裝置,這種熱核聚變反應堆被認為是解決人類未來電能等能量需求的絕佳方式,因為它可控熱核聚變可以穩定的產生極高的能量,而且清潔無汙染,是最理想的電能等能量的來源渠道。
  • 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
  • 世界最大「人造太陽」開建 核聚變的發展方向會是啥?
    ,使其不與裝置的內壁直接接觸,實現核聚變反應,被稱為「人造太陽」,是人類最有希望實現聚變能和平利用的科學途徑。其它的磁約束裝置,除了仿星器與球形託卡馬克之外,在參數上都還有量級上的差距。上世80年代,國際上建成了三個較大的託卡馬克裝置:美國的TFTR,歐盟的JET和日本的JT-60U[4]。
  • 中國大型可控核聚變裝置完工 中美競爭激烈
    原標題:中國大型反場箍縮磁約束聚變實驗裝置在合肥開始總裝可控核聚變是當代世界最前沿的科技領域,由於其對技術要求的極端苛刻,到目前為止仍處於前期預研階段,而且學術界有「核聚變距離成功永遠有25年」的說法。
  • 最前沿科技:我國第16個可控核聚變裝置
    可控核聚變是當代世界最前沿的科技領域,由於其對技術要求的極端苛刻,到目前為止仍處於前期預研階段,而且學術界有「核聚變距離成功永遠有25年」的說法。目前世界各國投入研究力量最大的是磁約束核聚變,而這其中託卡馬克裝置則被認為是最有希望在未來取得突破的一種可控核聚變發電裝置結構。
  • ...託卡馬克|超導託卡馬克|人造太陽|聚變|east|iter|法國|阿齊莫...
    國際熱核聚變實驗堆(ITER)日前正式在法國開啟工程安裝工作。人們把可控核聚變實驗裝置稱為「人造太陽」。ITER是當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程計劃。歐盟、中國、美國、俄羅斯、日本、韓國和印度在內的34個國家和組織參與了這個計劃。
  • 德國開啟世界最大「仿星器」核聚變反應堆
    科學家成功開啟了世界上最大的「仿星器」核聚變反應堆。
  • 世界最大「人造太陽」正式安裝,受控核聚變研究走過了哪些路程?
    國際熱核聚變實驗堆(ITER)日前正式在法國開啟工程安裝工作。人們把可控核聚變實驗裝置稱為「人造太陽」。ITER是當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程計劃。歐盟、中國、美國、俄羅斯、日本、韓國和印度在內的34個國家和組織參與了這個計劃。
  • 國內首臺反場箍縮磁約束聚變裝置在中科大正式運行
    人民網合肥11月3日電(胡磊)經過兩個多月的系統調試,今天上午,國內首臺大型反場箍縮磁約束聚變實驗裝置(KTX)「科大一環」正式運行放電。 KTX是中國完全自行設計、自主研製集成的國際先進反場箍縮裝置。