人造太陽是什麼 人造太陽怎麼製造 人造太陽原理是什麼
所謂「人造太陽」，即先進超導托卡馬克實驗裝置，也即國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)建設工程，是當今世界迄今為止最大的熱核聚變實驗項目，旨在在地球上模擬太陽的核聚變，利用熱核聚變為人類提供源源不斷的清潔能源。核聚變能以氘氚為燃料，具有安全、潔凈、資源無限3大優點，是最終解決我國乃至全人類能源問題的戰略新能源。
人造太陽
1人造太陽簡介：
人造太陽是可控核聚變的俗稱，因為太陽的原理就是核聚變反應。(核聚變反應主要藉助氫同位素。核聚變不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射，不產生核廢料，當然也不產生溫室氣體，基本不污染環境) 人們認識熱核聚變是從氫彈爆炸開始的。科學家們希望發明一種裝置，可以有效控制「氫彈爆炸」的過程，讓能量持續穩定的輸出。科學家們把這類裝置比喻為「人造太陽」。
「人造太陽」是指科學家利用太陽核反應原理，為人類製造一種能提供能源的機器——人工可控核聚變裝置，科學家稱它為「全超導托克馬克試驗裝置」。 (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」，像一個中空的麵包圈，可用來約束電離子的等離子體。)太陽的光和熱，來源於氫的兩個同胞兄弟——氘和氚(物理學叫氫的同位素)在聚變成一個氦原子的過程中釋放出的能量。「人造太陽」就是模仿的這一過程。氫彈是人們最早製造出的「人造太陽」。但氫彈的聚變過程是不可控的，它瞬間釋放出的巨大能量足以毀滅一切。而「全超導托克馬克試驗裝置」卻能控制這一過程。通過一種特殊的裝置已經可以把氘氚的聚變燃料加熱到四億到五億度的高溫區，然後在這麼高的溫度下就發生了大量的聚變反應。目前在世界上最大的托克馬克裝置「歐洲聯合環」上面已經獲得了最大的聚變功率輸出，到了16到17兆瓦。但是只能短暫地運行，也就是這個「磁籠」只能存在幾秒、十幾秒鐘，聚變反應也是曇花一現!
2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，並放出大量能量。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於300升汽油的熱能。採集氘並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，於1954年建成了第一個磁約束裝置。他將這一形如麵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」，像一個中空的麵包圈，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於輸出能量的問題。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。儘管取得了很大進步，但障礙還是沒有克服。到目前為止，托卡馬克裝置都是脈衝式的，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，還沒有一台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。
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