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世外桃源体育ios下载苹果,2亿℃,比太阳热10倍!我国“人造太阳”预计明年投入运行

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世外桃源体育ios下载苹果,可控核聚变反应装置,俗称"人造太阳",与当前核能相比,这是一种完全不同的、全新的核能使用模式。新华社11月26日发布消息称,我国新一代的可控核聚变研究装置"中国环流器二号m"目前建设顺利,预计2020年投入运行,开展相关科学实验。目前,在全球民用核聚变技术方面,我国已经走在世界最前列。

核聚变与核裂变,都是核反应的方式,但是二者却有着天壤之别。核裂变的基本原理是通过使用中子轰击铀或者钚原子核,使其"裂变"为两个轻原子,并同时释放出能量。而核聚变是两个轻原子"聚合"成为一个重原子,并释放出能量。根据爱因斯坦e=mc²可知,当核裂变时,由于释放的是原子核内部的能量,因此其强度要超过一般化学能的千百倍;但是如果是两个轻原子聚合为一个重原子,其释放的结合能又要超过核裂变的千百倍!所以,尽管同属于核反应,但由于反应的方式不同,其能量密度也有巨大的差异。

人类对于核能最初的利用其实是武器,也就是今天所说的原子弹和氢弹。其中原子弹就是利用裂变技术制造的裂变弹;而氢弹则是利用核聚变技术制造的聚变弹。但是由于核聚变需要上百万摄氏度的高温,这种条件在常规条件下无法实现,所以,通常条件下,氢弹都需要原子弹做"扳机",利用原子弹爆炸时产生的高温来促成聚变反应,进而发生核聚变级别的爆炸。而且由于原子弹受临界质量的限制,其最大爆炸威力通常不超过30万吨tnt当量,但是核聚变没有此类影响,因此聚变弹理论上可以造到无限大。所以迄今为止,全球绝大多数核武器储备都是聚变弹,也就是氢弹;而原子弹的使用已经非常少。

由于核裂变和核聚变都能产生巨大的能量,因此在常规民用领域有着巨大的市场前景。换句话说,把核爆炸瞬间释放的能量以人类可以接收和利用的形式缓慢释放出来,这就是民用核技术的基本原理。在这方面,由于核裂变技术的门槛要求低,当前人类技术可以实现,因此早已被广泛应用在核电领域。目前全球已经建成大量的核电站,以法国为例,其国内核电站总数超过58座,年发电量占法国本土总发电量的75%以上,核电的巨大应用由此可见一斑!

但是裂变技术存在着巨大的弊端,由于当前人类的常规核技术都使用的是裂变技术,因此核辐射强度大,电站核废料和废弃的装置处理困难。根据计算,核电站的反应堆堆芯装置的核辐射半衰期通常要超过数千年,某些大功率核电站甚至要数万年才能自然衰变到接近于自然的放射性状态,这无疑增大了裂变式核技术的风险。特别是世界上核电站曾经出现过多次严重事故,例如美国的三里岛核电站堆芯融毁事故、苏联的切尔诺贝利事故以及近年来日本的福岛核泄漏事故等等,这些事故给人类带来了巨大的灾难。

相比较而言,核聚变技术由于是轻原子聚合为重原子,整个过程几乎没有放射性,因此被称为洁净的核能。但是由于其需要数百万甚至上亿摄氏度的高温,而目前人类所有的已知材料,没有一种可以承受如此高的温度,所以核聚变虽然前景广阔,但是目前尚未有民用型核电技术问世。

鉴于核聚变技术巨大的潜力和极高的温度,苏联最早开发了一种被称为"托卡马克"的装置,用于确保核聚变。这种装置是一个高强度磁场,通过磁力效应,让整个聚变反应悬浮在空中,不和任何物体接触,由此避免了聚变产生的高温烧毁设备的问题。而在这项技术方面,我国如今已经走在世界前列。早在21世纪初,我国研制的托卡马克装置就可以维持约200秒左右的持续核聚变,这是全球最为顶尖的核聚变技术。而且,我国的核聚变技术取得了很多的技术突破,在2018年的时候等离子体的最高温度就超过了1亿℃,预计2020年投入运行的"中国环流器二号m"装置,其产生的等离子体温度更是有望突破2亿℃。太阳中心的温度约为2000万℃的水平,因此通俗一点地说:等离子体的温度比太阳还热10倍!所以,该装置经常被称为"人造小太阳"。

以目前的技术而言,托卡马克装置是目前最为接近成功的核聚变反应装置,只要可以不断延长其聚变持续时间,一旦达到一定级别,就可以直接加以应用,从而实现核聚变的可控化。而一旦人类实现核聚变可控化,那么就等于获得了几乎无穷无尽的能源。因为根据测算,用于核聚变的氘和氚等物质,30毫克所释放的能量就相当于300公升汽油燃烧的热量。而氘和氚可以直接从海水中提炼,全球海洋中氘和氚的总储量足够人类以当前的能耗水平用上一百亿年!而且氘和氚本身不但没有放射性,它们的聚合产物是氦,同样没有放射性,是真正的"洁净能源"。

目前全球各国科学家都在集中力量,寻求可控核聚变反应的技术突破,一旦实现,那人类的历史将会彻底改写。而目前,我国科学家是最接近成功的,建设中的"中国环流器二号m"预计在明年,也就是2020年即可正式投入使用,一旦我国突破了长效核聚变反应的瓶颈,那么中国的科学技术毫无疑问将会直接引领全世界。

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