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电银付app使用教程(dianyinzhifu.com):中国建了一个「人造太阳」,它到底能做什么?

admin2020-12-2544

2020 年 12 月 4 日,中国环流器二号 M 装置(HL-2M)在成都正式建成,并实现了首次放电。HL-2M 是中国现在规模最大、参数最高的 先进实验超导托卡马克核融合反映试验性装置,属于中国国家「九五」重大科学工程。为中国核聚变堆的自主设计和制作,打下了坚实的基础。

由于核聚变原理和太阳发光发烧原理相似,因此像 HL-2M 这样的托卡马克装置,在中国也被称之为「人造太阳」。

中国环流器二号 M ,图片泉源人民日报

什么是「托卡马克」?

托卡马克(Tokamak)是俄语「磁线圈环形真空室」的缩写,最早由苏联科学家在 20 世纪 50 年月提出。本质上,托卡马克是一个由封锁磁场组成的「容器」,形状就像一个放倒的轮胎。它被发现出来,是为了容纳温度极高的核聚变反映。

要实现核聚变,得有高温高压的环境。太阳中央温度「只」有 1500 万度,但由于引力作用,压强跨越 2400 亿个标准大气压,聚变反映可以自然而然地发生。

但对地球来说,事情就没有这么简朴了。核武器氢弹的原理就是核聚变,但这种聚变反映难以控制。真正在现实中应用,需要可控的聚变反映。在地球上,难以缔造高压环境,因此只能透过提高温度到 1 亿度左右,来实现可控聚变反映。

这就引发了一个问题,什么样的容器才气耐受云云高的温度?20 世纪 50 年月,前苏联科学家提出了「磁约束」的观点,而且基于这个观点打造了环磁机(即托卡马克)。

托卡马克中央是一个环形的真空室,外面围绕着线圈。科学家们在真空室内引发并维持一个壮大的环形电浆体电流。这个电流与外面线圈电流一起,发生一定的螺旋型磁场,将其中的电浆体约束住,使其与外界尽可能地绝热。

这样,纵然将电浆体加热到上亿的高温,也不会损坏「容器」,由于它们一直被托举在空中。

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凭据该机构的聚变科学所副所长钟武律在接受采访时示意,它是中国现在规模最大、参数最高的先进的托卡马克装置。其体积是现在国内现有装置的两倍以上,电浆体的电流能力可以提高到 2.5 个兆安培,电浆体离子的温度可以到达 1.5 亿度,相当于太阳焦点温度的 10 倍。

HL-2M 建成后,举行了放电实验。这是为了使 HL-2M 真空室内的气体酿成电浆体态,最终让足够多的电浆体加热到 1 亿摄氏度以上。

在 HL-2M 之前,中国已经建成了多个托卡马克装置,好比东方超环(EAST)和 HL-2M 的「前任」中国环流器二号 A(HL-2A)。

另有更大的「人造太阳」?

在 21 世纪,能源问题是全人类面临的主要问题之一。2020 年天下人口已经到达了 78 亿,而且这个数字还在不停增进,而地球上煤炭、石油和天然气等不能再生的化石燃料资源,却是有限的。一边是不停增添的人口,另一边是不能再生的能源,人类需要一种新的能源供应方式。

核聚变被视为解决能源问题的方案之一。

现在天下规模最大的核聚变反映堆是位于法国南部卡达拉舍的「国际热核聚变实验堆」计画(ITER),聚变功率高达 5 亿瓦特(500 MW),相当于 10 平方公尺的太阳外面。

ITER 俯视图

这个计画由七个成员实体配合资助和执行,分别是中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国。2020 年 7 月 28 日,ITER 重大工程安装启动仪式在法国举行。

这个「人造太阳」计画预计在 2025 年基本组装完成,2035 年整体建设完成进入全负荷实验阶段,并在 2050 年举行商业投产。

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