國(guó)際核聚變發(fā)展前沿動(dòng)態(tài)

1、國(guó)際核聚變發(fā)展前沿動(dòng)態(tài),,核聚變的定義,由質(zhì)量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。,典型的核聚變反應(yīng),核聚變的條件,,到等離子態(tài)——大約10萬(wàn)攝氏度 克服庫(kù)侖力——上億攝氏度高溫。,高溫等離子體被約束到一起。,超高溫,高壓,可控核聚變,沒(méi)有相應(yīng)的容器,,物理方法約束,控制核聚變的方法,,約束的方法,磁約束,慣性約束,等離子體

2、是由帶電粒子組成，可被強(qiáng)磁場(chǎng)約束。,對(duì)燃料靶丸進(jìn)行壓縮、加熱、點(diǎn)火并達(dá)到充分熱核反應(yīng)，由于粒子的慣性，在尚未嚴(yán)重飛散之前完成適度的熱核聚變。,幾種磁約束的方法,托卡馬克裝置,磁鏡,幾種磁約束的方法,仿星器,箍縮,托卡馬克——TOKAMAK,縱場(chǎng)線圈，產(chǎn)生環(huán)向磁場(chǎng)，約束等離子體，極向場(chǎng)控制等離子體的位置和形狀，中心螺管也產(chǎn)生垂直場(chǎng)，形成環(huán)向高電壓，激發(fā)等離子體，同時(shí)加熱等離子體環(huán)形裝置，通過(guò)約束電磁波驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)造氘、氚實(shí)現(xiàn)聚變的環(huán)境和超高

3、溫，并實(shí)現(xiàn)人類對(duì)聚變反應(yīng)的控制。,發(fā)展過(guò)程,20世紀(jì)50年代初，蘇聯(lián)科學(xué)家塔姆和薩哈羅夫提出磁約束的概念。,蘇聯(lián)的阿奇莫維奇于1954年建成了第一個(gè)磁約束裝置。,,國(guó)際熱，托卡馬克的飛速發(fā)展。,,法國(guó)、日本、俄羅斯和中國(guó)的超導(dǎo)的托卡馬克裝置，都只有縱向場(chǎng)線圈采用超導(dǎo)技術(shù)，屬于部分超導(dǎo)。,,中科院等離子體物理研究所研制的「EAST」裝置，由于采用了先進(jìn)的非圓切面和全超導(dǎo)技術(shù)，等離子體穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間可達(dá)十六分鐘。,,,EAST,第一次采用了

4、非圓型垂直截面，目的是在不增加環(huán)形直徑的前提下增加反應(yīng)體的體積，提高磁場(chǎng)效率。第一次全部采用了液氦無(wú)損耗的超導(dǎo)體系。運(yùn)用優(yōu)良的線圈材料，盡量少用液氦，同時(shí)讓液氦可以循環(huán)使用，盡量減少損耗。第一個(gè)具有主動(dòng)冷卻結(jié)構(gòu)的托卡馬克，連接冷卻塔，可以在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后將反應(yīng)產(chǎn)生的熱量帶走。一方面是為真正實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的受控聚變邁出的重要一步，另一方面也是工程化的重要標(biāo)志——冷卻塔換成汽輪機(jī)是可以發(fā)電的。,產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)的新方法,脈沖激光器發(fā)出圓偏振光。,線

5、內(nèi)部的電子同步朝一個(gè)方向作圓周運(yùn)動(dòng)。,產(chǎn)生特定方向的輻射和極強(qiáng)的磁場(chǎng)。,在細(xì)線周圍幾厘米的空間里產(chǎn)生強(qiáng)度為１百萬(wàn)特斯拉的穩(wěn)定磁場(chǎng)，強(qiáng)度與一顆白矮星的磁場(chǎng)相似。,,,,慣性約束核聚變,,幾毫克氘和氚的混合氣體裝入直徑約幾毫米的小球內(nèi)。,從外面均勻射入激光束或粒子束，擠壓球內(nèi)氣體。,球內(nèi)氣體壓力和溫度急劇升高。,達(dá)到需要的點(diǎn)火溫度時(shí)，球內(nèi)氣體發(fā)生爆炸，產(chǎn)生大量熱能。,這樣的爆炸每秒鐘發(fā)生三四次，并持續(xù)不斷地進(jìn)行下去，釋放出的能量就可以達(dá)到百

6、萬(wàn)千瓦級(jí)的水平。,這一理論的奠基人之一就是我國(guó)著名科學(xué)家王淦昌。,,,,,,點(diǎn)火方法,歐姆發(fā)熱(電流，等離子的電阻）高能中性粒子發(fā)熱（碰撞交換能量）大功率射頻波發(fā)熱（共振，吸收能量）絕熱壓縮發(fā)熱（增強(qiáng)磁場(chǎng)來(lái)加熱）α粒子加熱,冷核聚變,在接近常溫常壓和相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)備條件下發(fā)生核聚變反應(yīng)。也稱為低能量核反應(yīng)。,冷核聚變,日本知名科學(xué)家，大阪大學(xué)名譽(yù)教授Yoshiaki 公開(kāi)展示了他最新的研究成果，在常溫條件下將氘氣變成氦?，F(xiàn)象：將