中国“人造太阳”创纪录 1.2亿℃燃烧了101秒 产生了多少能量?

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Toutiao
最新回复:2021年6月2日 23点44分 PT
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新浪科技



▲全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)。(图/翻摄新华社)

中科院合肥物质科学研究院28日凌晨成功实现「人造太阳」全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)1.2亿℃运行101秒的全新世界纪录。研究人员指出,新纪录进一步证明核聚变能源的可行性,亦为迈向商用奠定物理和工程基础。

根据《光明日报》报导,全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)有「人造太阳」之称,中科院合肥物质科学研究院28日凌晨成功实现了可重复的1.2亿℃101秒和1.6亿℃20秒等离子体运行。

报导提到,中科院合肥研究院等离子体所去年6月启动EAST装置的升级改造工作,历时一年的升级改造全面提升了该装置性能,并在物理实验中攻克了稳态高功率加热、完全非感应的高电流驱动、高精度等离子体实时控制、高热负荷等离子体与壁材料相互作用等系列技术难题。

报导指出,1.2℃度101秒等离子体运行的实现,将去年EAST装置物理实验实现的1亿℃20秒的世界纪录提高了5倍,表明EAST装置综合研究能力获得重大突破。

报导提到,上亿℃高温等离子体条件下连续稳态运行是未来聚变发电的必要条件,目前,EAST装置是国际上唯一具备与ITER类似加热方式和偏滤器结构的磁约束核聚变实验装置,是唯一能在百秒量级条件下全面演示和验证国际热核聚变实验堆ITER未来400秒科学研究的实验装置。

报导指出,核聚变能具有资源丰富、无碳排放和清洁安全等突出优点,是人类未来理想的清洁能源之一,可为实现碳中和作出重要贡献。实现核聚变发电的两大难点是如何实现上亿℃点火和等离子体稳定长时间约束控制,同时实现上亿℃等离子体长时间维持尤为困难,这需要将上亿℃等离子体与零下269℃超导磁体、高热负荷等离子体、壁材料相互作用,在动态精密控制等多项极端条件下高度集成和有机结合,难度和挑战非常大,此前国际上超过1亿℃的等离子体运行最长持续时间为20秒。

报导强调,本次物理实验成果是对EAST装置首次在国际上采用全金属主动水冷第一壁、高性能钨偏滤器、稳态高功率波加热、等离子体位形精密控制等一系列未来聚变堆必须采用的关键技术的验证。

细说人造太阳:核聚变一次能产生多少能量?

新浪科技讯 北京时间5月31日消息,据国外媒体报道,在我们的头顶,有一种源于自然的强大能源——太阳,它距离地球大约9300万英里,仅有十亿分之一的太阳总能量传输到达地球,太阳的能量使地球变成一个充满生命的世界,太阳每秒向地球表面传递的能量相当于2018年所有发电站的总发电量。


  在地球上,人类主要通过收集能量来驱动机器运转,例如:收集下落的水的能量,在水力发电厂将水的势能转化为电能,为了创造能量,人们必须将物质转化为能量。



  链式反应

  产生能量的其中一种方法是裂变原子,原子是宇宙中所有物质的基本组成分子,因此如何控制裂变原子的链式反应,就能产生稳定的能量流,一旦该反应失去控制,裂变原子在一次核爆炸中会同时释放大量能量。

  每个原子的核心,即原子核,是由更小的粒子构成,即质子和中子。将原子核凝聚在一起的作用力存储了大量的能量,为了从原子核中获得能量,科学家们提出了一个将重原子分裂成轻原子的过程,因为较轻原子不需要像较重原子那么多的能量,用于将原子核聚集在一起,能量以热或者光的形式释放出来,这个过程叫做核裂变。

  当一个原子被分裂时,就开始产生连锁反应:被分裂的原子会触发另一个原子产生分裂,以此类推。为了使链式反应处于可控范围,科学家研发了减缓原子分裂的方法,例如:吸收一些分裂的粒子。

  核能

  核电站收集原子分裂释放的能量,世界上最大的核电站是日本的柏崎刈羽核电站,它由7个核反应堆组成,最大发电能力大约是8000兆瓦,世界上最大的单个核反应堆是中国台山核电站的两座核反应堆之间的纽带,台山核电站的每个反应堆装机容量为1750兆瓦。

  单个核反应堆比不受控制的核反应(例如原子弹爆炸)产生的能量小许多,现今,引爆一颗原子弹是所产生的能量相当于柏崎刈羽核电站半年的发电量。

  核裂变过程的一个缺点是产生核废料,裂变的原子通常不稳定,并产生危险的辐射,更重要的是核废料需要妥善储存许多年,一旦释放到环境会带来风险。

  核聚变

  科学家还发现另一种类型的核反应,一种产生能量而不产生核废料的反应,当两个较轻的原子结合成一个较重的原子时,失去的质量就会转化为能量,该过程被称为核聚变。同时,聚变也会发生在太阳核心,每秒太阳将大约6亿吨的氢燃烧成大约5.96亿吨的氦,产生的能量相当于数万亿颗原子弹。

  然而,在地球上实现核聚变是非常困难的,该聚变仅在极端条件下才会发生,例如:太阳的高温高压环境,迄今科学家还没有有效地证明可控核聚变产生的能量比消耗的更多,但他们正在努力做到这一点,一种方法是用高功率激光从不同方向射向微小的氢同位素微粒。

  核聚变将是未来一种非常有前景的能源解决方案,但人们很容易忽视我们的头顶有一个巨大的核聚变反应堆,这就是太阳,随着太阳能效率不断提高,我们甚至不需要再创造其他能源,只需要捕捉更多的太阳能,就能满足人类日常所需的能量需求。(叶倾城)

L
Lacedaemon
1 楼
这是个典型的“大国”面子工程。核聚变的原理很简单,早已是教科书内容,因此这个不能算是科研项目。工程项目没有实用前景,所以只有中国会去搞。本文最后一段就是注解
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viBravo5
2 楼
上世纪五十年代苏联在中国发行的杂志《知识就是力量》就介绍了他们发明的“人造小太阳” 托卡马克
有待
3 楼
以后要是泄露了可比病毒厉害多了。
J
JohnZhangUSA
4 楼
ITER is an international nuclear fusion research and engineering megaproject aimed at replicating the fusion processes of the sun to create energy on earth. -- 2035 ITER's planned successor, the EUROfusion-led DEMO, is expected to be one of the first fusion reactors to produce electricity in an experimental environment. -- 2050?
c
ca_lowhand
5 楼
虽然是面子工程但还是有一点科技价
0
0101011
6 楼
投入的能量比产出的多
问题哥
7 楼
有待 发表评论于 2021-06-01 13:41:38 以后要是泄露了可比病毒厉害多了。 =========== 聚变核燃料是小分子,没有放射性。
路上行走MM
8 楼
嗯,成为武毒所那样祸害人类的可能性更大。
问题哥
9 楼
Lacedaemon 发表评论于 2021-06-01 13:31:33 这是个典型的“大国”面子工程。核聚变的原理很简单,早已是教科书内容,因此这个不能算是科研项目。工程项目没有实用前景,所以只有中国会去搞。本文最后一段就是注解 ============ 不能这么说,而且最后一段也写得不清楚。 可控核聚变非常有意义,如果真能实现,那是人类能源问题的终极解决。只是目前的水平到建立核聚变电厂还比较遥远,有太多的技术难点,不是一两代人能实现的。然而,这样的科技探索,也正是大国应该做的。
仰韶
10 楼
目前正在建設世界上最大的實驗性托卡馬克反應爐為法國南部的國際熱核融合實驗反應爐,專家估計它將在2025年12月進行第一階段測試,若實驗成功,將協助第一批核融合發電廠在 2040年前投入運行,營運成本和核分裂反應爐相當。 2019年11月,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室正在进行一项等离子体线性实验(PLX),旨在结合目前两种核聚变方式之所长。
咲媱
11 楼
产生这么多本来不存在的能量,就不怕冰川融化,就不怕气候变化了? 美国这边拼命节能好几年,节约下来的能量够不上这个人造太阳烧一下。
n
novtim2
12 楼
有待提高,但是所有努力的尝试都应该被肯定,中国的努力也应该被肯定。
I
InNorthTexas
13 楼
武毒之后, 再造杀器。
B
ButterflyGarden
14 楼
人造太阳不是一尊吗?
S
Sam大树
15 楼
不懂的虾评论,比正文更好看!
京工人
16 楼
有什么了不起,凭我们美国雄厚的技术力量,给个十年,我们肯定能赶上去
咲媱
17 楼
这个大杀器可比五毒厉害多了,轻则地球变卵,冰川融化,海平面上升,淹没上海洛杉矶, 重则天上出了两个太阳,地球人除了躲在冰箱里面的全部热死。 直到新后奕射日,用飞弹击落这个人造太阳,人类才得已保存。
秋林小屋
18 楼
还记得超导吗?20多年前中国就不断突破记录,多少多少秒,世界领先。现在如何?还有人提吗?
l
luting
19 楼
输入能量多少?输出又是多少? 输出能量大于输入能量了吗?
d
duty
20 楼
这是彻底解决碳排放和能源短缺的关键技术。全球都在竞争。中国做出了目前世界上最好的结果,值得庆贺。喷们还是要出来诋毁,可见心理有多阴暗。
偶平
21 楼
问题哥发言倒是客观持平
徒劳
22 楼
中国“人造太阳”产生了多少能量?说了半天也没说明白。
F
FollowNature
23 楼
感觉看不懂。下面评论的没几个是看懂的。
过滤词
24 楼
就目前来说产生的能量还无法弥补消耗的能量。也许百十年后能够成为地球能源之一但也可能成为毁灭地球的祸手。
f
fei_xng
25 楼
我就关心 烧了多少钱
漫步无锡
26 楼
这个太高深,不敢评论。核聚变是未来工业革命的方向之一,这次我们中国人在第一梯队
清漪园
27 楼
这。。。靠谱吗?
赵Q
28 楼
据说红太阳里惊现毛主席,现在正准备第二梯队
旁观者XWY
29 楼
但愿他们只是烧烧钱,发文章,争排位。如果核聚反应停不下来,不断吞噬物质,维持一亿度以上高温。阿兰达魔瓶里的劫罚出来就是地球末日到了。
旁观者XWY
30 楼
核聚反应自动停止意味输出能低于输入能。这就像烧木材,引燃以后,氧化燃烧放出能量维持燃点温度,直至木材烧光。
R
Radianz
31 楼
又一大炼钢铁时代写照。亩产几十万斤。 一直思考为什么中国文化有人定胜天的元素。 对自然无敬畏之心。 归根结底是不相信上帝,无中国自己宗教信仰,还是让自然做选择吧。
l
lurenjia2014
32 楼
大陆太可怕了,总是做一些危险的事情。现在该国猪瘟盛行,人瘟的起源国,疯狂的胎儿改造基因科学家,疯狂的人造太阳,疯狂的改造基因病毒,人工智能机器人用于战争。一个不受规矩的国家,做这些疯狂的事情,一旦失去控制,后果不堪设想。
X
XM25
33 楼
70年前苏联人的发明。别人玩新的了,中国还在玩这个,当然世界第一。
还是老李
34 楼
呵呵,合肥董铺岛
小米干饭
35 楼
原理简单不见得你就能造出来能应用的产品。
S
Sunset_beach
36 楼
>lurenjia2014 发表评论于 2021-06-01 17:52:08 >大陆太可怕了.............疯狂的人造太阳, 这个“人造太阳”其实比燃煤发电厂还安全,其原型机是苏联人发明的,后来美国欧洲韩国中国等很多国家都建过,一代比一代有进步。 作为一个工程师,我认为用这个原理即使能够发电,也太复杂成本太高,没有意义。
何西2017
37 楼
聚变最大好处就是不产生反射性废料,应该大力开发
c
chass
38 楼
笑死了,看看下面一帮恨国党的反应,就知道这帮文科生有多么没文化了。靠你们这帮人掌权建设国家?我呸!
X
XYZ94538
39 楼
过滤词 发表评论于 2021-06-01 15:51:32 就目前来说产生的能量还无法弥补消耗的能量。也许百十年后能够成为地球能源之一但也可能成为毁灭地球的祸手。 ---------- 你连核聚变都不懂?
b
b52.
40 楼
宇宙第一的石墨烯怎么不吹了?
n
nordic666
41 楼
反共反华分子真是脑袋空空的蠢货。
青衣侠
42 楼
这个“人造太阳”不能说成是中国的“人造太阳”,因为它是多国科学家共同研制的实验装备,只是地点放在中国。
p
pants
43 楼
估计每花一千瓦运作,回收效益0.1瓦 这玩儿离实用还差一种基础材料的发明
i
iditarod
44 楼
似乎看到了地球毁灭的那一天,聚变链式反应一旦失控.......???
O
OldPortland
45 楼
Huge waste