可控核聚變的高溫等離子體放電是怎麼回事

2021-12-16 19:34:52 字數 3185 閱讀 5309

1樓:匿名使用者

首先感謝一樓的精彩回答。

補充2句:「east」的主要部件就是16個超導線圈組成的環形磁場。

如一樓所述,電離後產生的帶電粒子會因為磁場的影響在環形磁場內做螺旋運動,產生電流。

理想狀態下,帶電粒子由於磁場的約束只在磁場內部運動,不會產生損失,但是由於各種原因(磁場不夠強,或者粒子速度過快,或者磁場強度不均勻等等)帶電粒子會不可避免的逃逸出磁場的約束,最終導致電流的泯滅。

這就是「電流200千安,時間3秒」的解釋。

2樓:一劍封喉

電離是不會產生電流的。電離後的電子和離子的定向移動才會產生電流。放電是指氣體在強電場的作用下電離後變成導體從而傳輸電流的過程。

你要知道,電離只是電子脫離原子核的束縛的過程,對一團巨集觀的氣體,其中的各個原子和分子電離時電子的運動方向絕對不會是同一個方向的,就算是在強的電場或者磁場下也是如此,因此電離的過程無論如何也不會產生電流。但電離以後電子成為自由電子,氣體也就變成導體,如果有外加電場,則會產生電子的定向運動,從而產生電流。你說的超高溫下的電離就更不可能有電流了,因為根本沒有電場或者磁場,粒子只有熱運動,熱運動能有確定的方向嗎?

可控核聚變究竟是怎麼發電的?

3樓:賈立鬆

可控核聚變的原理是什麼?為什麼說它能帶領人類科技更上一層樓?

4樓:冷月隨孤影

其實核聚變還有一種發電方法就是,磁流體發電技術,關於中國最新的核聚變是不是利用這種發電技術,目前也沒有明確的官方報道,這個技術比傳統的燒開水不知道要好多少倍,是真正的跨時代技術,未來的星際往返就靠這技術了,傳統的燒開水侷限性太大了

5樓:深海幽靈

就算可控核聚變成功了,還是很好奇核聚變熱能怎樣轉化成電能。難道又是燒開水用蒸汽輪機發電?要知道聚變時的溫度都是上億度,沒有什麼材料敢接觸,都是用強磁場束縛住的,而且容器內部都要抽成真空,這樣連導熱的介質都沒有,怎麼燒開水呢?

唯一能利用的也就是其產生的光能,可以在容器內壁貼上太陽能電池板,轉化其光能。但是那點光產生的電能怎麼維持強磁場所需要的電能呢?這簡直是一個入不敷出的過程,所以一直很好奇如何發電,希望有高手能解答!

6樓:

變化的磁場周圍存在垂直於磁場的環形電場 若沒有導線 就沒有電流 是電場使電子定向移動形成電流 電子還應受到導線對它的作用力

7樓:龍戰七洋

核聚變發電[1]是一種利用原子核聚變反應產生熱能,然後利用熱能發電的技術。它是21世紀正在研究中的重要技術,主要是把聚變燃料加熱到1億度以上高溫,讓它產生核聚變,然後利用熱能。

與核裂變相比,熱核聚變不但資源無限易於獲得,其安全性也是核裂變反應堆無法與之相比的。熱核反應堆如果在事故狀態釋能增加時,等離子體與放電室壁的相互作用強度則增大,由此進人等離子體的雜質隨之增加[2]。核聚變發電的最終實現還需很長的時間。

可控核聚變註定會失敗嗎?

8樓:海口

這是一則去年的新聞:【中國可控核聚變實驗裝置獲重大突破 遙遙領先世界】7月10日,長達四個多月的東方超環(east)超導託卡馬克2023年物理實驗順利結束。獲得超過400秒的兩千萬度高引數偏濾器等離子體,獲得穩定重複超過30秒的高約束等離子體放電,分別是國際上最長時間的高溫偏濾器等離子體放電和高約束等離子體放電。

但我認為這很難,最少都要到21世紀後半葉,因為可控性核聚變必須首先具備這兩個基本條件:1,發生核聚變的點火溫度要在0.1億攝氏度到1億攝氏度之間。

2,做為核原料的重氫和超重氫必須十分純潔,不含雜質。以上這兩個基本條件最終就會導致核聚變無法做到可以人工控制,用在發電上 ,在理論上行不通。

9樓:匿名使用者

目前主要的可控核聚變方式:

超聲波核聚變,鐳射約束(慣性約束)核聚變,磁約束核聚變(託卡馬克、仿星器等

雖然是不會在短期內推廣應用的,但幾十內年還是沒問題的吧

10樓:匿名使用者

我只能說,你對這個裝置一點都不瞭解。。。

核聚變技術難點與解決辦法

11樓:匿名使用者

核聚變要比核裂變複雜、困難得多。

而可控核聚變又要比製造氫彈難得多。

先說一下歷史上可控核聚變碰到的難題:

主要是溫度。因為氘核是帶電的,由於庫侖力的存在,很難把它們湊一塊兒,而聚變主要靠強核力,但是核子之間的距離小於10fm時才會有核力的作用。

要湊那麼近,肯定需要極高的溫度(粒子動能)來克服庫侖力。所需溫度的理論值是5億6千萬k,但後來修正為1億k左右,因為之前主要是用平均動能來算的,而實際上很多粒子的動能大於平均動能。

可1億k也不是好玩的,有什麼材質的容器能頂得住1億k啊?況且還不能使聚變材料降溫。

上世紀50年代,美國佬跟歐洲佬先開始嘗試和總結。目前我們使用的幾種可控核聚變方式:超聲波核聚變、鐳射約束(慣性約束)核聚變、磁約束核聚變(託卡馬克)。

目前世界上最常用就是託卡馬克磁約束裝置,tokamak**於拉丁文的環形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka),就是利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。

至於這個裝置具體怎麼做,以後再聊。

目前的難題:q值(輸出功率與輸入功率之比)的提高。因為q值小於1的話,其實就是虧了,這種聚變將沒有任何經濟效益。

而如果想要q值大,最簡單的辦法就是增加單次核聚變的材料,可這樣的話,對能量吸收和控制裝置的要求就高了。目前估計各大國已經把q值做到1.5以上了。

還有兩個難題,這是目前各國都還沒有解決的。

1、就是持續不間斷地提供高溫所需的能量。q值1.5意味著:

產出150噸tnt當量的能量,就要投入100噸tnt當量的能量,而且還是持續的!就像大片裡的那樣:一臺科幻裝置一開動,整個城市的燈都滅了。

2、即使能夠持續供電。但你投入的是1個電,而它產生的卻是1.5的熱及輻射等。而如果把它轉化成電的話,如果轉化率小於66%的話,還是虧了。目前全球在這一技術上還沒有突破。

另外,2023年9月28日,中國耗時8年、耗資2億元人民幣自主設計、自主建造而成的新一代熱核聚變裝置east(ht-7u超導託卡馬克)首次成功完成放電實驗,獲得電流200千安、時間接近3秒的高溫等離子體放電。

12樓:伊凡公爵

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2.可以實現,但高投入,低產出,投入產出比嚴重偏低

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