據說我國人造太陽實現一億度,那麼多久才能可控核聚變呢

2021-01-09 子彈頭冷知識

就在近幾天,在合肥製造「人造太陽」裝置的EAST傳來重磅消息,該設備首次完成等離子中心的一億度運行,而去年實現電子溫度超過5千萬度等離子體方電,一直在進步。蘇三。雖然一直傳出重大消息,但是離可控核聚變還是很遠。可控核聚變能徹底解決能量缺失問題,是人類的理想。

早在愛因斯坦的年代,人們就從相對論中就知道,物體就算質量小也能放出大能量。可是具體怎麼做才能釋放能量呢?然後我們在量子力學中知道原子核的裂變和聚變就可以放出大能量。但是核裂變需要的材料在地球上太少了,而且能量比聚變少,汙染還大,並不是理想中的能源。不過核聚變就不一樣了,除了難控制外只有優點,材料可以靠用電離水得到,電離1克水只需要7塊錢,卻可以放出800萬度電,這些電市場價差不多是400萬元吧。

核聚變的原理就是兩個輕原子核融合成新原子核的過程產生巨大能量的。兩個輕原子核聚變需要先剝離電子,那麼什麼條件才能使帶正電的兩個互斥的原子核怎麼才能糅合形成新原子放出巨大能量呢?高溫就是這個條件,溫度本就是微觀粒子運動產生的,只有達到了可以讓核聚變發生的溫度,才能讓原子核們劇烈的運動,進而突破排斥力然後融合。

專家們研究出了慣性約束方法,神光三號的點火方法就是這樣。不過有什麼材料能抗住核聚變需要的千萬度的溫度呢?之後科學家們又研究出了磁約束裝置,利用磁場來約束帶電輕原子,讓它們碰不到容器,這樣就不會破壞儀器。電子脫離後,帶正電原子核群以及電子群就整體變成了中性,這是上文提到的等離子體。原子核在等離子體內部猛烈運動,互相的碰撞而產生的核聚變就像太陽裡發生的聚變一樣,因此科學家們把這種裝置也叫做「人造太陽」!這種裝置也稱作託卡馬克!

不過核聚變能完成不是最終目的,我們還需要轉化率,這是商業化要求。實際上,科學家已經可以簡單的完成可控核聚變,不過這個花費太大,只有效率提高了,才可能用核聚變的能量像用電一樣。

去年我們實現了5千萬度,維持時間102秒的等離子體放電,今年又突破了1億度,完成了期望中的目標的三分之一,離理想還是很遠,不過算是入門了。最大的一個問題是,中子輻射,帶電的都會受磁場約束,那麼中子不帶電在磁場裡不受約束怎麼辦?

高能量的中子碰撞儀器內部,儀器根本受不住,所以聚變沒辦法持續太長時間。不過這些只是工程學上的問題,所以理論上是可以完成可控核聚變的。科學家預測在2070年可以基本完成可控核聚變,進行發電。據預測,到22世紀,人類可以熟練的通過可控核聚變產生巨大能量。那麼到時候海水可以提供億年的燃料,所以以後無成本無限用電不再是夢。人類可以室內人工製造光合作用,然後就可以種糧食。還可以利用海水解決淡水資源短缺問題,還可以電解水給汽車產生燃料。到時候啊無限電力就可以把海水運到沙漠裡,以後的沙漠就會成為綠洲,不用一顆顆種樹木了…

到時候還可以無限發展機器人,人工智慧的大門打開,人類就可以避免做苦活累活,以後人類的生活都會不在忙碌,不用再用雙手幹累活,可以坐著享受著並工作著。不過這些都是後話了,可控核聚變的發展會給人類帶來的不僅僅是這些,還可以更多更多,以後我們還有機會去太空旅行,還可以改造火星,或許會有創造出新的生存地呢,這些都要靠科學家們了,我們一起對未來抱有期待吧!

據說我國人造太陽實現一億度,那麼多久才能可控核聚變呢

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  • 可控核聚變的原理
    首先說核聚變是輕的原子合併成重的原子,並釋放出能量的物理過程,氫彈爆炸和太陽發光都是這個原理。那利用核聚變做一個慢慢釋放能量的發動機使用就成了尖端科學家們研究的主要事情了,這就是可控核聚變。重點就是可控,目前有兩個難點,第一是溫度,聚變發生要達到一億度高溫,原子彈爆炸能產生一億度。高溫也可以用雷射來解決,雷射加熱是非常迅速的。
  • 我國人造太陽,首次實現1億度!人類距離可控核聚變還有多遠?
    說到人造太陽,我們先來了解一下核聚變與核裂變...... 核裂變 很難洩漏爆炸 很多人應該都知道,氫彈是需要用原子彈才能引爆的,因為發生核聚變所需的條件,就是要極度的高溫、高密度等非常苛刻的條件,一般至少也需要達到幾千萬攝氏度,也只有原子彈的爆炸才能產生這麼高的溫度與壓力,即使核聚變裝置發生了洩漏,沒有極高的溫度與密度等條件,也不會發生什麼反應,更不會爆炸,所以車諾比的爆炸事件在核聚變上基本是不可能發生的。
  • 「人造太陽」離我們有多遠?中國核聚變裝置環流器二號明年運行
    太陽養育了地球上的萬物,沒有太陽給予的能量,也就沒有地球這些絢爛的生物。太陽的能源取之不盡用之不竭,環保無汙染,人們一直探索怎麼利用太陽能,比如我們生活中使用的太陽能熱水器,太陽能發電。太陽的能源是怎麼來的呢?太陽靠著內部不間斷的核聚變,源源不斷的向外輻射著能量。如果我們能模擬太陽,利用核聚變的原理在地球人造太陽,是不是就解決了困擾人類的能源問題?
  • 人類多久可以實現鋼鐵俠的核聚變裝置?
    可控核聚變裝置示意圖鋼鐵俠的核反應裝置原理就是基於託卡馬克裝置,該裝置利用強磁場把氫離子束縛在一定範圍內加速,高速運動下的氫離子升溫開啟核聚變,從而得到巨大能量。但是該裝置實現起來要解決以下2個難題:1.如何隔絕氫離子高速運動產生的熱能。因為氫離子可以被加熱到上千萬到上億度。2.如何收集核聚變產生的巨大能量並使之轉變為電能。核聚變產生的能量一部分是熱能一部分是電磁波,能量如何轉變是個大問題。
  • 中國新一代可控核聚變裝置建成,「人造太陽」將要來了
    近距離的太陽 據人民日報相關報導,我國首代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」在成都正式建成放電,標誌著我國躋身於世界可控核聚變研究前列,人類將加快對核能研究的進程比如說目前電離出一克重水需要7元人民幣,而一克重水可以產生800萬度電,也就是說,按照0.5元/度的價格計算,除去其他的成本,7元可以產生400萬人民幣,這是很高的利潤。那麼核聚變對我們的生活有何作用呢?如今核聚變將來可以為人類走出地球邁向宇宙深處提供了能源動力,只有向太空發展,人類才能將地球上過多的熱量排到太空中去,地球上的溫室效應慢慢減弱。
  • 可控核聚變還需多久?深度解讀:我國的「人造太陽」之路
    可控核聚變還有多久可以成功?我國在可控核聚變領域技術屬於哪個梯度?剛剛成功放電的HL-2M是什麼水平?和已運行的EAST「人造太陽」有什麼區別?我國的核聚變發展的歷史、現狀和未來規劃又是如何?相信廣大網友在關注核聚變的同時,或多或少會對這些問題比較好奇。作為深處核聚變研究一線的「打工人」,為大家分享解讀:我國「人造太陽」之路的前世今生。
  • 中國終於實現了可控核聚變
    核聚變託克馬克裝置特大科技新聞,我國的可控核聚變取得重大突破,咱們的人造小太陽首次實現放電了,我們離接近無線清潔能源,又近了一步,一旦實現可控核聚變發電,我們就可以完全擺脫對石油能源的依賴。關鍵是我們的這個技術的突破速度啊,真的是太快了,記得兩年前啊,咱們才剛剛實現能維持幾百秒的1億度點火實驗,轉眼之間就實現了放電,搞得整個西方科技界真的是有點懵,感覺中國人啊不講武德把發展經濟的速度啊,用在了科學研究上。
  • 用中國人造太陽,來說說什麼是可控核聚變
    中國「人造太陽」第四代核聚變試驗設備是我們中國的科研成果。是中科院合肥物質科學研究院等離子物理研究所自主研發的。核聚變實驗的世界主流是強磁場約束託卡馬克聚變,其代表就是中國「東方超環」EAST,這才是它的真名。而中國『人造太陽』只不過是小名。
  • 揭秘中國可控核聚變:「人造太陽」離圓夢又近一步
    人民日報海外版1月3日消息,萬物生長靠太陽。今天支撐人類社會運轉的幾乎一切能源,從煤、石油、天然氣,到風能、生物能,其本質都是太陽能,而太陽上的能量來自內部的核聚變反應。就像兒歌中所唱的,「我有一個美麗的願望,長大以後能播種太陽」,長久以來,人類一直希望通過可控核聚變反應,來創造出「人造太陽」,從而獲得源源不絕的能源,大幅改善人們的生活。
  • 太陽核聚變只要1500萬度,可控核聚變卻要1億度,這是什麼原因?
    稍懂科學常識的人都知道,太陽一直是依靠核聚變源源不斷的產生著巨大能量,我們才能夠得到它的光和熱。太陽中心溫度只有1500萬℃,就可以維持源源不斷的核聚變。可一些科學報導總說,現在正在試驗的可控核聚變溫度達到了1億℃,這又是為什麼呢?為什麼不可以像太陽那樣,用較低溫度實現可控核聚變,這樣不是容易很多嗎?
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  • 「人造太陽」離圓夢又近一步——揭秘中國可控核聚變
    就像兒歌中所唱的,「我有一個美麗的願望,長大以後能播種太陽」,長久以來,人類一直希望通過可控核聚變反應,來創造出「人造太陽」,從而獲得源源不絕的能源,大幅改善人們的生活。就在前不久,中國核工業集團宣布,新一代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」,預計於2020年投入運行。
  • 「人造太陽」預計今年建成!中國可控核聚變迎來突破,意義重大
    因此,致力於開發出一種可控的核聚變能量成了各國科學家頭疼的事。「人造太陽」的中國可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」,這是中國規模最大,參數最高的磁約束可控核聚變實驗研究裝置,其等離子體體積為中國現有裝置的2倍以上,離子溫度將達到2億攝氏度以上,可將電流從中國現有裝置的1兆A提高到3兆A,意味著我國在這方面的研究將提升到一個全新的高度,而該項目近期又有好消息傳來。
  • 可控核聚變是什麼?將引發第四次工業革命
    因為如果核聚變一旦實現可控,那麼就可以穩定地輸出能源。而且整個過程不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射,不產生核廢料,當然也不產生溫室氣體,基本不汙染環境。 最重要的是,地球上蘊藏的核聚變能遠比核裂變能豐富得多。據測算,每升海水中含有0.03克氘,所以地球上僅在海水中就有45萬億噸氘。
  • 新一代「人造太陽」反超美國,中國會不會率先實現可控核聚變?
    這個時候可能大家對「可控核聚變」這個解決人類終極能源的辦法,又開始心心念念了。新聞不是剛剛的報導:中國新一代「人造太陽」中國環流器二號M裝置,在成都建成並實現首次放電了嗎?這是個好消息哈,聽說技術已經反超美國了。我們會不會是最早實現可控核聚變的國家?什麼時候可以實現呢?答案,你看完這篇文章,也許心中就有數了。今天我們就通俗的來聊一聊「什麼是可控核聚變?」
  • 可控核聚變是否真的有傳說中的那麼美好?
    下面我們就進入正題,帶大家了解一下可控核聚變。我們知道太陽在地球上孕育了生命,為人類帶來了取之不盡用之不竭的能量。這些能量都源自於其內部進行的核聚變反應,即使現在的太陽「正值青春」,但是在當今這個資源極需的時代,人們一想到不可再生資源總會枯竭還是會感到不安,於是便萌生了複製太陽的想法。
  • 中國「人造太陽」達1億度以上運行,使用「核聚變能」還有多遠?
    中國現在「人造太陽」達到1億度以上運行,這意味著我國核聚變技術又上升到一個新的臺階。什麼樣的裝置能耐如此高溫?距離世界先進水平還有什麼差距?(HL-2A)」基礎上新研製的又一大型託卡馬克裝置,其科研目標是探索可控核聚變研究,實現「人造太陽」的人類終極能源追求。
  • 以「人造太陽」成功放電,解讀什麼是可控核聚變,為何如此重要
    12月4日,成都西南角,我國新一代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M裝置(HL-2M)」正式建成放電,標誌著我國正式跨入全球可控核聚變研究前列。而目前,世界上關於可控核聚變研究最著名的當屬國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER),該計劃自2006年聯合籤署,涉及35個國家通力合作,預計將在2025年實現第一次等離子放電。
  • 人造太陽有多牛?可控核聚變距離我們還有多久?西瓜視頻為你揭秘
    ,而是模擬太陽產生能量的原理,造一個熱核聚變實驗堆。我們眼中的太陽之所以會發熱發光,並不是太陽著火了,而是它正在發生著可以釋放能量和熱量的核聚變反應。於是科學家開始考慮,能否將太陽的這種核聚變放在實驗室裡發生,並且將釋放的能量化為己用。但是幾億度的高溫,地球上還沒有材料可以忍受的住。
  • 新一代可控核聚變研究裝置建成放電 我國跨入可控核聚變研究前列
    來源:人民日報原標題:新一代可控核聚變研究裝置建成放電(創新前沿)本報北京12月4日電 (記者蔣建科、馮華)12月4日,我國新一代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」(HL—2M)在成都正式建成放電