欢迎访问中国历史网!微信公众号:lishi1840

中国“人造太阳”1亿度运行 中国“人造太阳”发展历史

时间:2018-11-12 17:33:06编辑:文二

中国“人造太阳”首次实现1亿度运行,中国“人造太阳”是什么?中国“人造太阳”实验原理是什么?“人造太阳”发展历史又是什么样的?小编带你了解中国“人造太阳”:

中国“人造太阳”1亿度运行

2018年11月12日,中科院等离子体所发消息称,我国大科学装置“人造太阳”日前取得重大突破,实现加热功率超过10兆瓦,等离子储能增加到300千焦,等离子体中体电子温度首次达到1亿度。

今年EAST项目试已经持续进行了4个多月,未来将会验证多个关键科学技术问题。目前,中国的EAST已经试验1亿摄氏度的等离子体运行等多项重大突破,获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。

中国“人造太阳”1亿度运行 中国“人造太阳”是什么 “人造太阳”发展历史

通过优化稳态射频波等多种加热技术在高参数条件下的耦合与电流驱动、等离子体先进控制等,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达到1亿摄氏度。该实验为正在进行的中国聚变工程实验堆(CFETR)工程和物理设计提供了重要的实验依据与科学支持。

中国“人造太阳”是什么?

我国自主设计研制的“东方超环”(EAST)磁约束核聚变实验装置,是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克,也是我国第四代核聚变实验装置,它的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。

我们知道,太阳这类恒星之所以能够发出巨大的能量,是因为在恒星中时刻都在发生着氢聚变为氦的核聚变反应。人类制造出的氢弹,就是不受控制的核聚变反应。核聚变反应产生出巨大的能量,而要让核聚变反应产生的能量为人类所用,就必需要让核聚变反应在受到控制的条件下发生,让反应强就强,让反应弱就弱,让反应停止就能停止,就象现在的核电厂一样。只是现在的核电厂用的是核裂变反应产生的能量,而不是聚变。

但由于核聚变反应使用的原料是氢,是气体,发生反应时,压力要非常大,温度高达5000万度以上,没有材料能够承受这么高的温度和压力。所以科学家就设计了一种装置,让高温高压状态下的氢气由高磁场束缚住,不让它乱跑,也不让它与周边的材料接触,以免材料在高温下融化。同时又在高磁场条件下,能够把核聚变产生的能量引导出来,用来发电。

由于这个装置产生的核聚变反应与太阳等恒星上发生的反应类似(虽然也是氢核的聚变反应,但并不完全一样),所以就形象地把这个装置称为“人造太阳”。

“东方超环”是由中国科技工作者独立设计制造的世界首个全超导托卡马克,于2007年3月通过国家验收,其三大科学目标是在未来15年内实现1兆安电流、1000秒放电、1亿度高参数等离子体的稳定运行,为国际热核实验聚变试验堆ITER和中国未来独立设计建设运行聚变堆奠定坚实的科学和技术基础。

中国“人造太阳”1亿度运行 中国“人造太阳”是什么 “人造太阳”发展历史

中国“人造太阳”实验原理

实验获得的稳定的100秒放电是时间最长的托卡马克高温偏滤器等离子体放电,处于国际领先水平。实验中成功开展的利用微波和射频实现高约束模式运行、高参数先进偏滤器位型的精确控制、长脉冲稳态等离子体的获得等研究,都是未来反应堆安全运行的重要科学技术问题,对未来ITER的物理实验有重要的借鉴作用。

2010年度物理实验历时8个月,向全世界聚变界全面开放。近百人次的国内外同行,其中包括数十位国际知名的聚变科学家参加了实验,为模拟未来ITER物理实验开展了一系列的合作并取得了很好结果,这显示“东方超环”已成为国际上最重要的高参数长脉冲等离子体物理实验平台。

一批重要的聚变科学家认为“东方超环”取得了对聚变物理有重要价值的新成果,期待着中国科学家在更短的时间内做出更大贡献。

中国“人造太阳”发展历史

EAST是由中国科学家独立设计建造的世界首个全超导核聚变实验装置,于2007年通过国家验收。

2016年11月,EAST就成为了世界首个实现稳态高约束模运行持续时间达到分钟量级的托卡马克核聚变实验装置。

2017年7月,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。

中国“人造太阳”1亿度运行 中国“人造太阳”是什么 “人造太阳”发展历史

2018年11月我国大科学装置“人造太阳”实现加热功率超过10兆瓦,等离子储能增加到300千焦,等离子体中体电子温度首次达到1亿度。