人造太陽有什么用
人造太陽是先進的超導托卡馬克實驗裝置,也是國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)建設工程。那么你知道人造太陽有什么用嗎?下面小編就來解答一下大家的疑問。

人造太陽有什么用
和太陽一樣,都是核聚變。聚變就是原子滿足一定條件,比如高溫高壓,碰撞融合生成更重的原子同時釋放出很多能量。
常見的是氫聚變成氦。氫的同位素有氕氘氚三種,氕原子核只有一個質子,氘氚原子核分別是一個、兩個中子帶個質子。太陽聚變是氕,也就是普通的氫。太陽的質量是33萬個地球的質量,太陽內部的高溫高壓可以讓普通的氫,也就是氕發生聚變。聚變釋放出來極大的能量,讓這么大質量的太陽保持這個形狀不坍縮。
而我們目前只能讓氫的同位素氘氚聚變,因為這倆聚變需要的條件比單純的普通氫聚變要求少一些。畢竟我們沒辦法營造太陽上的高溫高壓環境。
所以人工核聚變,就是要營造高溫高壓的環境,讓電子脫離原子核的束縛,引發原子核聚合。難點也集中在怎樣創造并且保持這個高溫高壓環境以及怎樣約束這個環境。高溫環境用類似變壓器的原理獲得,約束有兩種,慣性約束核聚變和磁約束核聚變。我國的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置,就是超導體線圈的磁約束核聚變。
因為要發電嘛,總不能炸開吧,所以我們可以看到新聞里中科院合肥物質科學研究院的EAST近期實現1億攝氏度等離子體運行,這其實還是在實驗營造聚變的環境。可控核聚變還有很長的路需要走。
不可控的核聚變早就有了,氫彈就是。用普通核裂變釋放的能量去擠壓氫同位素,然后轟的一下聚變開始就是氫彈了。
人造太陽原理
在太陽的中心,溫度高達1500萬攝氏度,氣壓達到3000多億個大氣壓,在這樣的高溫高壓條件下,氫原子核聚變成氦原子核,并放出大量能量。幾十億年來,太陽猶如一個巨大的核聚變反應裝置,無休止地向外輻射著能量。
核聚變能是兩個較輕的原子核結合成一個較重的原子核時釋放的能量,產生聚變的主要燃料之一是氫的同位素氘。氘廣泛的分布在水中,每一升水中約含有30毫克氘,通過聚變反應產生的能量相當于300升汽油的熱能。采集氘并使之與相關物質聚變產生能量,就是人造太陽的原理。
20世紀50年代初,蘇聯科學家塔姆和薩哈羅夫提出磁約束的概念。蘇聯庫爾恰托夫原子能研究所的阿奇莫維奇按照這樣的思路,不斷進行研究和改進,于1954年建成了第一個磁約束裝置。他將這一形如面包圈的環形容器命名為托卡馬克(tokamak)。托卡馬克是“磁線圈圓環室”的俄文縮寫,又稱環流器。這是一個由封閉磁場組成的“容器”,像一個中空的面包圈,可用來約束電離了的等離子體。
托卡馬克中等離子體的束縛是靠縱場(環向場)線圈,產生環向磁場,約束等離子體,極向場控制等離子體的位置和形狀,中心螺管也產生垂直場,形成環向高電壓,激發等離子體,同時加熱等離子體,也起到控制等離子體的作用。
幾十年來,人們一直在研究和改進磁場的形態和性質,以達到長時間的等離子體的穩定約束;還要解決等離子體的加熱方法和手段,以達到聚變所要求的溫度;在此基礎上,還要解決維持運轉所耗費的能量大于輸出能量的問題。每一次等離子體放電時間的延長,人們都為之興奮;每一次溫度的提高,人們都為之歡呼;每一次輸出能量的提高,都意味著我們離聚變能的應用更近了一步。盡管取得了很大進步,但障礙還是沒有克服。到目前為止,托卡馬克裝置都是脈沖式的,等離子體約束時間很短,大多以毫秒計算,個別可達到分鐘級,還沒有一臺托卡馬克裝置實現長時間的穩態運行,而且在能量輸出上也沒有做到不賠本運轉。
中國人造太陽在哪個城市
人造太陽在安徽省合肥市科學島,人造太陽一般指國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER),ITER裝置是一個能產生大規模核聚變反應的超導托克馬克,俗稱“人造太陽”。
ITER裝置是一個能產生大規模核聚變反應的超導托克馬克。其裝置中心是高溫氘氚等離子體環,其中存在15兆安的等離子體電流,核聚變反應功率達50萬千瓦,每秒釋放多達1020個高能中子。等離子體環在屏蔽包層的環型包套中,屏蔽包層將吸收50萬千瓦熱功率及核聚變反應所產生的所有中子。
