发表评论|加入收藏|保存到桌面|反馈报错您当前的位置:首页 > 国内电视台 > 北京电视台 > TV美丽中国在线直播

人造太阳最新进展(中国人造太阳作用)

发布时间:2022-06-02 18:36:42   作者:浮生如梦   来源:网友分享   我要投稿

人造太阳最新进展(中国人造太阳作用)

提到人造太阳,大家肯定惊讶太阳竟也能人工造出来了,这也太神奇了。我国科学家正在对这一研究成果进行深入探究,而且已经取得突破性的进展,随着最新进展的不断进行,相信在不久的将来人造太阳的成果会展现在大家面前。那么人造太阳有什么用途呢?今天就来详细的了解一下吧。

中国人造太阳最新进展

中国科学院等离子体物理研究所今天宣布,国家大科学装置——世界上第一个全超导托卡马克(EAST)东方超环再传捷报,实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。这标志着,EAST成为世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。 这一里程碑性的重要突破,表明我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面,将继续引领国际前沿,对国际热核聚变实验堆(ITER)和未来中国聚变工程实验堆(CFETR)建设和运行具有重大的科学意义,同时为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。

 EAST高11米、直径8米、重达400吨,是我国第四代核聚变实验装置,其科学目标是让海水中大量存在的氘和氚在高温条件下,像太阳一样发生核聚变,为人类提供源源不断的清洁能源,所以也被称为“人造太阳”。 经过多年研究,中国科研团队成功攻克了一批国际共性难题,在世界上首次实现了5000万度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行,实现了从60秒到百秒量级的跨越。 ITER计划则是当前世界上规模最大的国际科技合作项目,是人类探寻未来高效清洁能源的重要途径。实现稳态长脉冲高约束等离子体运行是未来聚变堆亟待解决的关键科学问题。

 EAST具有ITER类似的先进技术,未来五年内将是国际上唯一有能力开展超过百秒时间尺度的长脉冲高约束聚变等离子体物理和工程技术研究的实验平台,为ITER预演稳态运行是EAST的重要使命。 这次实验的突破进一步提升了EAST在国际磁约束聚变实验研究中的重要地位,其科学研究成果将为未来ITER长脉冲高约束运行提供重要的科学和实验支持,更为我国下一代聚变装置——中国聚变工程实验堆(CFETR)的预研、建设、运行和人才培养奠定了基础。 中国人造太阳最新进展:


人造太阳有什么用途
 国际热核聚变实验反应堆的原理类似太阳发光发热,它要在上亿摄氏度的超高温条件下,利用氢的同位素氘、氚的聚变反应来释放核能,所以这一计划又被称为“人造太阳”计划。由于核聚变的燃料(氘和氚)可以从海水中提取,所以人们用不着担心有一天它会用完。而且核聚变反应不会产生温室效应和核废料,相对来说更清洁更安全。

首先介绍一下什么是人造太阳,人造太阳是科学家模拟太阳内部核聚变反应,制造的一种核聚变实验装置。

那么科学家为什么要制造这种装置呢?大家知道,太阳是地球上一切生物的能量之源,太阳能可以用来发电,因此,模拟太阳内部的核聚变,就相当于在地球上再造了一个迷你型的人工太阳。更重要的是,核聚变所产生的能量是非常高效和巨大的。比如氢弹,他所产生的能量比核裂变的原子弹要大得多。而且没有核污染。因此科学家希望通过人造太阳装置,在未来,将之运用于人工发电。将氘和氚核聚变产生的核能转变成电能。因为核聚变的氘和氚可以直接从海水中获取,可以说取之不尽,用之不竭。而且核聚变过程是没有核污染的,是洁净能源。所以一但人造太阳装置研究成功,人类将彻底摆脱能源问题。

到目前为止,我国在人造太阳研究上处于世界前列,已经实现了1亿度的高温,100多秒的连续放电,相信在不久的将来,人造太阳一定可以研发成功。造福全人类。

这次的研究成果让人造太阳的,等离子体中心电子温度首次达到1亿度。种种试验数据都在表明,我们在海水聚变上的研究,已经接近了聚变堆稳定运行的理想模式,未来达到可控核聚变不再遥无可期。在未来解决了关键技术后,人类距离实现开发利用核聚变清洁能源这一梦想又近来一步。按科学家的估计,当核聚变电站实现并网发电后。由于相对低廉的能源成本,普通老百姓也能消费的起。不过虽然现在取得了显著成绩,但是距离真正的技术成熟,像核电站一样进行商业运作,还有很长一段路要走。

人造太阳是不科学的,会对生态系统带来巨大的紊乱,如同有人想炸掉月球一样,都是人类作死的行为,应当坚决阻止。

一但人造太阳成功,地球也就没有了黑夜,这将会对夜行动物带来灭顶之灾,特别是对惧光性的动物影响更大,促使生态系统失去平衡。对人类的自身也会产生影响,生活也会发生紊乱。

月球对自然生态有着非常重要的作用,如果没有月球,地球也不会产生生命。一但炸毁月球,很可能地球在太阳系中失去平衡,或许因此而离开太阳系,那么地球就会成为一个毫无生机的死球。

那为什么核聚变如此危险,还会被认为将带来新一次的能源革命呢?

因为如果核聚变一旦实现可控,那么就可以稳定地输出能源。而且整个过程不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境。

核聚变能利用的燃料是氘(D)和氚。氘在海水中大量存在。海水中大约每6500个氢原子中就有一个氘原子,海水中氘的总量约45万亿吨。每升海水中所含的氘完全聚变所释放的聚变能相当于300升汽油燃料的能量。按世界消耗的能量计算,海水中氘的聚变能可用几百亿年。

在可以预见的地球上人类生存的时间内,水的氘,足以满足人类未来几十亿年对能源的需要。从这个意义上说,地球上的聚变燃料,对于满足未来的需要说来,是无限丰富的,聚变能源的开发,将“一劳永逸”地解决人类的能源需要,而且也将有助于改变环境污染问题。

所以,科学家们一直想要实现可控核聚变。产生可控核聚变需要的条件非常苛刻。我们的太阳就是靠核聚变反应来给太阳系带来光和热,其中心温度达到1500万摄氏度,另外还有巨大的压力能使核聚变正常反应,而地球上没办法获得巨大的压力,只能通过提高温度来弥补,不过这样一来温度要到上亿度才行。核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受,由此产生了约束核聚变的理论,主要有两种方法。

第一种是惯性约束核聚变是指提出发展可控核聚变,用激光或离子束作驱动源,脉冲式地提供高强度能量,均匀地作用于装填氖氖(DT)燃料的微型球状靶丸外壳表面,形成高温高压等离子体,利用反冲压力,使靶的外壳极快地向心运动,压缩氖氖主燃料层到每立方厘米的几百克质量的极高密度,并使局部氖氖区域形成高温高密度热斑,达到点火条件,驱动脉冲宽度为纳秒级,在高温高密度热核燃料来不及飞散之前,进行充分热核燃烧,放出大量聚变能,从而实现可控核聚变。

而另外一种是磁约束聚变,它是指用特殊形态的磁场把氘、氚等轻原子核和自由电子组成的、处于热核反应状态的超高温等离子体约束在有限的体积内,使它受控制地发生大量的原子核聚变反应,释放出能量 。这是由苏联科学家塔姆和萨哈罗夫率先提出的。而我国也早在1962年东北技术物理研究所成立后,建成了一台Z箍缩装置、一台角向箍缩装置和一台离子源,并开展了稳态磁镜的设计。

目前,中国和美国对于可控核聚变的研究在世界前列,中国如今已经在安装新一代“人造太阳”实验装置——中国环流器二号M装置已见雏形——电子温度将达到2亿摄氏度,等离子体电流将提高到3兆安培,结构更加先进,核心材料独一无二,装置更加接近未来聚变堆所需要的物况、条件……

但是尽管中美在可控核聚变研究上都取得了突破,但是科学家预计2070年才会实现可控核聚变商用。

原材料储量丰富,产能可观,污染小,这就足以成为吸引全球顶尖机构研究了。国际上也成立了专门的组织,用于可控核聚变技术的研究,因为一旦这项技术实现,将使全世界人类享受到便利。

我们都知到人类在地球上存在有历史记载算也有几千年了、若按自然生存条件人体能承受的温差在零下二十度至零上50度、因此地球的南北极都不是人居住的地方、就我们中国而言一年分为春、夏、秋、冬、而为什么而分呢、是因气温而定、农民种地分一年两季按时播种收藏、这成了生活的规律、因为有茬稼为夏季作物、有的作物为冬季作物、若人造太阳改变了冬季的气候、哪冬季作物不是不是达不到了它的自然生长环境了吗?这不是人类改变了大自然的环境了吗、人造太阳能发电这是个好事、这个新生事物的产生是利大于弊、还是㢢大于利、我想还是关乎人类生存与国利益之间的大事、我希望科技工作者能够全面考虑一下。这是我个人的看法吧。

太阳、是大能量的代表、

人造太阳、表明人类创造的大能量机器、

就是核聚变装置、核聚变装置能够用一百千克的核燃料把一个西湖的水气化、然后用蒸汽推动蒸汽轮机带动发电机发电!推算一下可以发多少电

太阳释放的能量,对于地球上的动物,植物来说都非常重要。植物光合作用,动物的呼吸与太阳的关系非常密切,而它也是地表能量的主要摄取来源。而能源对于人类来说,更是不可缺少的东西,目前为止,绝大多数国家使用的大部分能源摄取来源都是化石能源,随着工业的更新换代,大多数国家也都使用上了少量的清洁能源 比如核能,太阳能和风能。

除了这些能量的来源之外,还有另一个来源方式,那就是可控核聚变,也就是“人造太阳”,可控核聚变被众多科学家认为是能够使完全人类摆脱能源危机的能源获取方式!自从核聚变被科学家们了解之后,他们就一直在做出努力,其中不缺乏中国的踪迹。

而目前为止,全世界所有国家中,可控核聚变能够走在技术前列的国家也很少,很庆幸中国能够当中“领头羊”。核聚变是利用氢的同位素“氘”和“氚”聚合成“氦”等分子质量较大的元素的过程,这个过程会释放出巨大能量!所以“氢弹”就是一个非常可怕的存在!

核聚变的能量让人类看到了能源希望,但是最大的遗憾就是不能非常有效将它利用起来,也就是控制起来,一旦操作失误,就会像“氢弹”爆炸一般。而目前最有效的控制方式就是通过磁场约束,这类装置一般被称为“托卡马克装置”。

中国的可控核聚变技术可以说是走在世界前列的,前段时间,我国的工程师们宣布我国的“中国环流器2号装置”将核聚变产生的高温成功约束在了装置的内部,温度高达5000万度,约束时间也是达到了前所未有的101.2秒,这个约束时间让许多国家的“人造太阳”都望尘莫及。

一但磁场内约束时间能够被人类控制,时间可长可短,到那个时候,中国或者乃至世界都可以完全告别使用化石能源得时代,使人类进入一级文明。

不得不说,人类确实非常的厉害,就连太阳、月亮这些遥不可及的天体都可以制造了。就拿太阳来说吧,它是我们生存必不可少的存在,太阳光让植物可以进行光合作用,而植物又能给食草动物提供食物,食草动物又能给食肉动物提供食物。正应了那句歌词“万物生长靠太阳”。

除了阴天和夜晚,太阳总是会挂在天上给地球上的万物以光亮,那么,人造太阳有什么用呢?我们简单的来探讨一下这个问题。

人造太阳顾名思义就是人为制造的太阳,那它与真实的太阳有什么区别呢?首先,太阳是太阳系的核心,它占太阳系总质量的99.86%,相当于130个万个地球。而人造太阳毕竟是以地球为场地制造的,它比地球肯定是要小多了,更不用说跟太阳比了。事实上,人造太阳并不是我们抬头就能看到的太阳,它是一项国际热核聚变实验堆计划,这项计划是由世界多个国家联合开发的一个项目,从1988年开始,仅仅10年的时间就耗资超过50亿美金。

一个是实实在在的太阳,一个是由多个国家联合研发的一项科研项目,这是二者最大的区别。

当然,能够称得上是“太阳”,人造太阳与太阳也是有一定的相似度的,最明显的一点就是人造太阳也能释放能量。太阳之所以看起来非常的亮,就是因为它在“燃烧”,但是在太空中没有氧气,自然不满足燃烧的条件,所以太阳的燃烧并不是我们传统意义上的燃烧,而是一种核聚变的过程。简单的说就是一种热核反应,太阳的热核反应是将太阳中的氢转化为氦的一个过程,具体的说是4个氢原子核转化为1个氦原子核,在转化的过程中,约有千分之六的损耗,而这些损耗就转化为了能量,使得太阳看起来像一个大火球一样。

而人造太阳其实也是核聚变的一个过程,不同的是热核反应的“原材料”不同,人造太阳是用的氢的同位素氘和氚作为聚变的原材料,而最终产物为氮和能量,在氘和氚的核聚变反应中同样也能释放出大量的能量。而且氘和氚从海水中就能够提取,所以,人造太阳的原材料可以说是取之不尽用之不竭的。

看到人造太阳,许多小伙伴可能会说:后裔好不容易把天上射到了还剩一个太阳,再造一个不是添乱吗?(开个玩笑)当然不是,人造太阳并不是要代替太阳,毕竟想要代替太阳,人造太阳必须得足够大才行。那么,人造太阳有什么用呢?

01 新能源

由于人类社会的快速发展,许多资源被过度的开发和使用,像石油、煤炭等能源除了是不可再生资源外,还对大气存在着较大的污染。而人造太阳其实可以看做是新能源的一项实验。首先,人造太阳的原材料取之不尽,其次,它可以释放出大量的能量,最值得一提的是,人造太阳核聚变后,并不会产生污染。因此,人造太阳的成功能够解决能源不足和能源燃烧产生有害气体和二氧化碳的现状。

02 未雨绸缪

毕竟我们对宇宙的了解仅仅是冰山一角,未来会发生什么我们没法预测。所以,人造太阳的出现,可以说是一种未雨绸缪。想象一下,如果在未来的某一个时间节点,太阳被乌云长时间的遮住,大地失去光明时,最需要的是什么?显然就是能够代替太阳的存在,而人造太阳就是区域性的满足这一点。

人类毕竟也是茫茫宇宙之中的沧海一粟,只有不断的发展,才能应对更多的未知,而且人类对地球的破坏(过度的排放有害气体以及使用能源)已经让我们自身的处境变得不容乐观,而人造太阳的出现,显然能够应对未来更多的变化。

谢谢邀请:人造太阳并不可取,自然就是自然,怎能随便改变呢!如果什么都能随心所欲,古代有一个传说“有九个太阳”就没必要射下八个,留一个太阳吧!如果人能通过制造各种人类需要的东西,来弥补自然的不足的话,也能控制大自然的地震、洪水、火山爆发等自然灾害那该多好,有些东西都是不必要的,无论什么事情都要用哲学的眼光来看待,有好的一面,必然就有不好的一面,不是什么东西都能靠人造来解决,也是不科学的,如果真要造了太阳,就没有了白天和黑夜的区分了,是控制了用电量,节约了成本,但是,打破了大自然的规律,打破了人们的作息时间,势必影响人们的身体健康,影响了健康,就不能更好的工作和生活。

有“人造太阳”之称的全超导托卡马克大科学装置EAST。 图/视觉中国

中国科学院等离子体所11月12日发布消息,我国“人造太阳”项目获得重大突破,首次实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦,在电子回旋与低杂波协同加热下,等离子体中心电子温度首次达到1亿度。

人造太阳指的是全超导托卡马克核聚变试验装置。中国的人造太阳又称为“东方超环”,是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克,也是中国第四代核聚变实验装置。

太阳的光和热来源于氢原子核聚变反应所释放出的能量,东方超环是让海水中大量存在的氘和氚在高温条件下像太阳一样发生核聚变,为人类提供源源不断的清洁能源,因而被称为人造太阳。

尽管人造太阳进入生活可能还需数十年,但是,中国的人造太阳在全球首次实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行。这既为国际热核聚变试验堆(ITER)和未来中国聚变工程试验堆(CFETR)的建设和运行打下基础,也是热核聚变试验堆的一个里程碑。

人造太阳的核心目标是解决人类可持续发展的能源问题。与水电、风电、核能等清洁能源相比,人造太阳拥有可持续、清洁、安全等所有优点,因而被视为进入第四次工业革命的最强大的基石之一。

“人造小太阳”模型 图/视觉中国

人造太阳是清洁能源的代表,既安全,又取之不尽。其与现有的核能(核电站)并非一回事,它们的区别在于,前者是利用核聚变,后者是利用原子核裂变反应的能量来发电或作为动力驱动,如核动力航母等。

但是,核电站的核能存在核废料的处理、核辐射、核燃料铀的开采和提料难等问题,安全问题更是笼罩在人们心头的阴影。

与之相比,人造太阳的安全问题可以控制,而且聚变产物没有放射性。由于聚变反应需要的条件比较高,一旦发生事故,造成反应的等离子体约束破裂,聚变反应便会终止。因此,聚变燃料的保存运输、聚变电站的运行都比较安全。

另外,聚变原料取之不尽,其主要燃料就是海水中的氘和氚。一升海水提取的氘能产生的聚变能源相当于300升汽油。

然而,要想让人造太阳的产能和供能成为现实,必须有几个条件。一是1亿度以上的高温,二是长时间约束在有限的空间中,三是有足够高的密度。在高密度条件下,当等离子体温度达到1亿度以上,可使数目可观的粒子具有足够动能克服原子核之间的斥力而实现核聚变反应,从而产生可观的聚变能。

现在,中国的人造太阳已经达到了等离子体温度1亿度以上,放电脉冲也延长到100秒以上。但是,在温度和时间上还需要向上亿度、数千秒的目标迈进,而且需要有可控性,才有可能实现人类利用人造太阳能的目标。

此外,人造太阳所进行的核聚变研究还会带来衍生和伴随技术,如超导磁体技术、大功率电源技术、超高真空技术、超低温技术等。既给公众和民生带来福祉,也让人类进入全新的时代。

□张田勘(学者)

编辑 李冰冰 校对 范锦春

提示:本文所有内容仅供娱乐参考,仅代表作者本人观点、个人爱好分析,不作为任何投资依据,不承担法律责任。本站不对信息的真实性、准确性负责。