冷核聚变
冷核聚变技术解决能源问题前景
冷核聚变技术解决能源问题前景能源问题一直以来都是全球关注的焦点和挑战之一。
传统的能源资源逐渐枯竭,环境污染问题日益严重,因此,科学家们一直在寻求一种可持续、清洁和高效的能源替代方案。
在这个背景下,冷核聚变技术被认为是解决能源问题的前景技术。
冷核聚变技术是通过控制和利用原子核的聚变反应来产生能量的技术。
与热核聚变技术不同,冷核聚变技术利用相对较低的能量实现核聚变,因此被称为“冷核”。
它的核心是将重水和金属氘离子引入装置中,通过控制、激励和制约原子核之间的相互作用,使其发生聚变反应释放出可观的能量。
冷核聚变技术的优势之一是能够满足人们对能源的需求。
核聚变反应可以提供比任何其他能源技术更高效的能量输出,且燃料资源广泛。
冷核聚变技术利用的燃料主要是氘-氚燃料循环,氘和氚都是地球上丰富的元素。
据研究人员估计,全球的氘资源可以满足几百万年的能源需求,这使得冷核聚变技术具有长期且可持续的能源供应潜力。
此外,冷核聚变技术还具有低环境影响的优势。
与传统的化石燃料相比,冷核聚变技术几乎不会产生二氧化碳等温室气体,这对于防止全球气候变暖和减少环境污染有着重要意义。
冷核聚变技术也不会产生放射性废料,因为其燃料及反应产物都是非放射性的。
相比之下,传统核能技术存在核废料的处理与安全隐患,冷核聚变技术在这方面更加可靠和安全。
此外,冷核聚变技术还具有更低的安全风险。
与热核聚变技术不同,冷核聚变技术不需要高温和高压环境,因此安全性更高。
在发生技术故障或不可预见的情况下,冷核反应可以自动停止,以保护反应装置和操作人员的安全。
这使得冷核聚变技术成为一种较为可靠和可控的能源解决方案。
尽管冷核聚变技术具有许多潜在的优势,但它仍然面临着许多挑战。
首先,冷核聚变技术需要高超导和先进的材料技术来实现。
在目前的技术水平下,建造和维护冷核聚变反应装置需要昂贵的设备和复杂的技术。
此外,如何将冷核聚变技术投入商业化应用,降低成本并建立可靠的供应链也是一个挑战。
冷核聚变
冷核聚变是指在相对低温(甚至常温)下进行
的核聚变反应,这种情况是针对自然界已知存 在的热核聚变(恒星内部热核反应)而提出的 一种概念性‘假设’,这种设想将极大的降低 反应要求,可以使用更普通而且简单的设备, 同时也使要极高温度的
方法。大约在1984年,有两位电化学家开始关注 起在低温下产生聚变的课题。一位是马丁· 弗莱西 曼,英国皇家学会的成员和南安普顿大学的电化 学研究教授;另一位是斯坦利· 庞斯,美国犹他大 学的化学教授。
意大利科学家安德烈.罗西称 已成功实现冷聚变生产核能
与传统核反应堆不同,‚E-CAT”装置不用放射性铀、
鈈为燃料,而是利用普通的非放射性镍和氢为原料。 将极微小的镍粉颗粒放在一个容积为一升的小容器 中,与一些未公开的(知识产权的原因)非放射性 催化剂混合,和氢气一起加温加压,温度升到 450—500摄氏度左右,即开始发生核聚变反应,同 时产生大量的热能。镍和氢价格便宜,储量丰富, 储存运输成本低。而‚E-CAT”装置用料又非常的节 省。100克镍粉至少可供10千瓦级镍氢冷核聚变装 置使用半年,10千克镍粉可供兆瓦级镍氢冷核聚变 装置使用半年。以煤耗357克/千瓦时计算,燃10千 克镍粉即相当燃1500吨煤,二者相差15万倍。另据 罗西计算,一克镍粉释放的能量相当于500桶石油。 现在一磅镍价值不到20美元。因此,罗西的镍氢冷 核聚变装置运行所耗燃料的价值是微不足道的。
所谓气泡核聚变,即让一个大烧杯所盛液体中
的小气泡产生内部爆炸,以在实验室中获得核 聚变的效果。2002年3月,由美国橡树岭国家 实验室和俄国科学院的科学家组成的研究小组 在《科学》杂志上声称已制造出气泡核聚变。 如果研究属实,这将为人类找到一种生产核能 的简便方法。但争论从未停息,《自然》杂志 更是在论文问世4周年时在其网站上发表质疑 文章。
冷核聚变原理 -回复
冷核聚变原理-回复冷核聚变原理是指利用一种低温等离子体的方式实现核聚变的过程。
与热核聚变相比,冷核聚变不需要高温和压力来使原子核撞击并融合,而是利用等离子体的特殊性质来实现核反应。
本文将一步一步回答冷核聚变原理及其实现过程。
第一步:了解冷核聚变的基本概念冷核聚变是一种能源转化方式,其基本思想是通过将低能量的粒子聚集在一起进而实现核聚变反应。
与热核聚变相比,冷核聚变不需要高温、高压力的条件,因此更容易实现。
第二步:认识冷核聚变所需要的基本条件在冷核聚变过程中,有几个基本条件是必须满足的。
首先,冷核聚变需要一个足够稳定的等离子体环境来容纳并维持核反应。
其次,冷核聚变需要具备足够高的粒子密度,以确保足够的粒子接触和碰撞。
最后,冷核聚变还需要一种用于激发粒子的能量源。
第三步:探索冷核聚变的实现机制冷核聚变的原理是通过等离子体环境中的粒子碰撞来实现核反应。
当粒子之间发生碰撞时,它们会产生力和能量传递,从而使得某些粒子获得足够高的能量,以促使核反应发生。
这一过程可以通过合适的等离子体控制和优化来实现。
第四步:介绍常见的冷核聚变方法目前实现冷核聚变的方法有多种,其中最常见的是等离子体装置和磁约束装置。
等离子体装置通常使用强电场或激光束来产生和控制等离子体,并通过调整电磁场来控制粒子的运动和碰撞。
磁约束装置则利用强磁场来限制粒子的运动轨迹,从而使得粒子之间发生碰撞并产生核反应。
第五步:分析冷核聚变的前景和挑战冷核聚变作为一种新型的能源转化方式,具有巨大的潜力和前景。
与传统的燃烧能源相比,冷核聚变具有能源密度高、无排放、可再生的特点,可以有效缓解能源危机和环境污染问题。
然而,冷核聚变的实现还面临诸多挑战,包括技术难题、成本问题和安全性考量等。
第六步:展望冷核聚变的未来发展虽然冷核聚变目前仍处于实验阶段,但科学家们正在不断努力寻找更加有效和稳定的实现方法。
随着研究的深入和技术的进步,冷核聚变有望在未来成为一种可行的能源转化方式,为人类提供清洁、可持续的能源解决方案。
冷核聚变技术研究与发展
冷核聚变技术研究与发展近年来,冷核聚变技术备受关注,研究呈逐渐升温之势。
冷核聚变技术作为一种新型能量源,其具有无污染、寿命长等诸多优势,不仅能够解决全球能源危机,还能够为人类提供更加清洁、可持续的能源。
一、冷核聚变技术的原理冷核聚变技术是利用氢同位素在气态等离子体中自发发生聚变反应,释放出能量,实现能量的生产。
其升温和火花式聚变技术原理不同,火花式聚变技术需要高温高压环境下进行,而冷核聚变技术可以在室温下进行。
二、冷核聚变技术研究状态截至目前,冷核聚变技术研究仍处于起步阶段,仍有很大的发展空间。
目前,国内外的科学家都在积极研究这项技术。
目前国内的研究重点主要集中在氢同位素的稳定化、等离子体的加热和控制、设计高效的反应器等方面。
同时,国际上也在不断探索改进新型反应器结构和解决聚变中产生的控制和封堵难题。
三、冷核聚变技术的未来展望随着科技的发展和大规模生产设备的成熟,冷核聚变技术在未来将会取得突破性进展。
其将会成为未来清洁能源的主要来源之一,并且会在国内外能源市场上占有重要的地位。
这项技术的未来,将会影响国家的能源战略,带来清洁环保的社会效益和经济效益。
四、冷核聚变技术的发展问题冷核聚变技术的应用场景大,但研究过程中还存在着很多问题。
例如,氢同位素存在于自然界中的含量非常少,因此实验条件较为苛刻,成本高昂;同时,如何控制等离子体温度和动力学特性也是一个难题。
此外,发展相关技术和装备也需耗费巨大的成本和精力,因此需要多方面的支持和投资。
总的来说,冷核聚变技术的研究和发展将会受到国内外的关注和支持。
未来还需要加大投入力度,增强研究实力和科研团队建设,提高研究、制造成本效益和产业化程度。
只有成熟稳定的冷核聚变技术才能够为我们的生产和生活带来巨大的变革,并且推动人类文明的可持续发展。
热核聚变和冷核聚变的比较
热核聚变和冷核聚变的比较在当今人类社会中,能源的供应一直是人们关注的焦点之一。
在面对越来越紧张的能源危机的同时,科学家们已经开始探索新的能源供应方式。
其中,核能作为最具潜力的一种清洁能源之一,备受人们的关注。
热核聚变和冷核聚变被认为是最有前途的候选者之一,它们分别代表了两种不同的核反应机制;本文将对热核聚变和冷核聚变进行比较。
1. 热核聚变热核聚变指的是利用高温下的氢等轻元素核熔合来释放能量,这种反应机制模拟了太阳内部的反应过程。
通常情况下,热核聚变需要超过百万摄氏度的高温才能够实现。
因此,需要使用大型装置进行加热和维持高温状态。
热核聚变反应产生的结果是升温和辐射输出。
热核聚变具有多种优点,其中最重要的优点是可以利用最丰富的氢元素,太阳中99.9%的质量是由氢元素组成的。
此外,热核聚变产生的副产物是几乎没有放射性的氦元素,对环境的影响较小。
然而,热核聚变也存在一些问题。
首先,热核聚变需要超过百万摄氏度的高温,并且需要维持这个温度状态。
难以确保这种高温状态的持续性和稳定性。
其次,热核聚变需要大量的资金和成本。
目前,全世界仅有几个国家在投入大量资金进行热核聚变的研究和实验,并且经过几十年的研究,热核聚变仍未进入工业化生产阶段。
2. 冷核聚变冷核聚变指的是利用化学反应或者物理效应,如惯性约束聚变和磁约束聚变,来达到核熔合的目的。
这种反应一般发生在相对低的温度和压力下,通常需要使用强力的电磁场和磁约束来维持这种状态。
冷核聚变具有很多优点。
首先,冷核聚变的实验和发展成本相对较低。
其次,冷核聚变可以在相对较低的温度下实现,因此具有更高的稳定性和可控性。
此外,冷核聚变的技术比热核聚变技术更成熟。
然而,冷核聚变也存在一些问题。
首先,冷核聚变需要大量的能量输入才能够实现,特别是在惯性约束聚变中。
其次,冷核聚变产生的放射性废物可能对环境造成影响。
此外,冷核聚变也需要应对高温和高压的问题。
3. 热核聚变和冷核聚变的比较可以看出,热核聚变和冷核聚变各有优点和缺点。
冷核聚变实用化:大突破还是大骗局
目前 的受 控核 聚变 研 究 ,主要 是
沿 着 热 核 聚 变 的途 径 进 行 。将 聚 变 所 用
的氘加热至上亿度 ,使整个氘燃料成为 总体呈 电中性 ,由带正 电的氘离子和带 负电的电子所 组成的一 团混合物 ,这样
的混 合物被称 为物质第四态 的高 温等离
所含 的 氘 ,经过 核聚 变 可提供 相 当于 3 0升汽油燃烧后 释放 出的能量 。按 目 0 前 世界 能量 的 消耗 率估 计 ,地球 上 蕴 藏的核聚变能可用 10亿年 以上 。 0 要 把 核聚 变 时释放 出 的 巨大 能量
束带 电粒 子这个特性 ,构造一个特殊 的
磁容器 ,建成 聚变反应堆 ,在其 中将聚
子体 。这样 的反应方法使 人很容 易想 到
2 1 年 第1 期 01 2
总 第 2 1期 7 5
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响。时 至今 日,国 际权 威 学术 刊 物仍
拒 绝 发 表 支 持 冷核 聚 变 的 实 验 结果 。 对 于冷 核 聚变 的许 多进展 很 多人 不 以 为然 ,抱着全然否定的态度 。
故 的发生 ; 所产生 的核废料 有放射 性 ,
对环境会造成污染 ; 同样也存在资源有
率物质 ( 如激光、 电子束、离子束 )来
轰击一颗颗微小的氘氚燃料丸 ,将它极 其快速地压缩和加热 ,这 实际上是一颗
限 的 制约 。全球 目前 已建成 以原 子核
裂变能量发 电的核电站近 50座 。世界 0 核 电发 电量 已 占电力总发 电量 的 1% , 7 不 少 国 家 已 占 3 % 以上 。立 陶 宛 占 0
冷核聚变可行性研究
冷核聚变可行性研究随着全球对清洁能源的需求日益增加,寻找可替代传统化石能源的方法变得尤为迫切。
核能作为一种高效、可持续,并且对环境友好的能源,受到了广泛关注。
而在核能领域中,冷核聚变成为研究的热点之一。
冷核聚变,指的是实现核聚变反应时不需要高温条件的方法。
与传统的热核聚变不同,冷核聚变使用低温环境下的离子束,通过控制离子束的速度和能量,使得离子之间的距离足够靠近,从而实现核聚变反应。
冷核聚变的可行性在于其相对较低的操作温度和较小的设备尺寸,这为实际应用提供了可能。
传统的热核聚变需要高温环境,导致实际应用时难以控制,并且设备规模庞大。
而冷核聚变无需高温,可以通过调节离子束的速度和能量来控制核聚变的发生,因此在实现上更加可行。
另外,冷核聚变相对于热核聚变来说具有更低的安全风险,减轻了人们对核能技术的顾虑。
由于冷核聚变使用低温环境,因此对于反应的控制更加容易。
热核聚变需要高温环境来维持反应,高温环境下存在着温度过高带来的一系列问题,如反应器材料的熔化和蒸发,以及热能的扩散等。
而冷核聚变通过降低温度,减少了这些问题的发生。
值得注意的是,尽管冷核聚变在理论上具有可行性,但目前仍然存在一些技术挑战需要克服。
首先,如何稳定控制离子束的速度和能量是一个关键问题。
冷核聚变需要精确控制离子束的参数,这对加速器技术提出了更高的要求。
其次,如何实现高能量的离子束也是一个挑战。
高能量的离子束可以在较短的时间内实现核聚变,因此提高离子束能量是提高反应效率的关键一步。
尽管冷核聚变仍需要进一步研究和发展,但相对于传统的热核聚变来说,它具有更多的优势和潜力。
其低温环境和较小的设备尺寸使得冷核聚变在实际应用中更具可行性。
冷核聚变的安全性相对较高,减轻了人们对核能技术的顾虑。
然而,我们应该意识到,冷核聚变仍然需要持续的研究和技术突破才能实现其商业化应用。
总之,冷核聚变作为一种不需要高温条件的核聚变方法,在清洁能源领域具有巨大的潜力。
冷核聚变技术的研究进展
冷核聚变技术的研究进展随着全球能源需求的增长,我们需要寻找一种能够满足世界范围内能源需求的可持续能源解决方案。
尽管许多研究机构和公司正在开发各种各样的技术,但聚变技术一直被认为是最有前途的能源来源之一。
在聚变中,轻元素被压缩和加热,在高温下形成重元素,并释放出大量能量。
然而,目前的聚变技术存在着许多问题。
最著名的聚变技术是热核聚变,即在非常高温度(数千万摄氏度)下聚变氢原子来产生能量。
问题在于热核聚变需要大量的能量来维持这种高温状态,这实际上使得热核聚变设施成为了一种能量消耗者,而不是能量提供者。
冷核聚变技术则被认为是解决这个问题的答案。
在这种聚变中,轻元素被压缩,但温度只升高到数百万度。
这大大减少了所需能量的数量,并使得聚变设施更容易构建和操作。
这种技术称为“冷核”,因为相对于热核聚变,它需要更少的能量而不是更冷的温度。
许多研究机构和公司正在开发各种冷核聚变技术。
其中最有前途的是惯性约束聚变技术(ICF)和磁约束聚变技术(MCF)。
惯性约束聚变技术是通过将小球形的聚变燃料(通常是氢同位素)置于一种强大的激光或粒子束中来实现的。
激光或粒子束的能量将使得燃料加速,形成高密度的团簇,这些团簇被称为“靶”。
当靶受到足够高的能量和压力时,它会开始聚变。
这种技术需要高精度激光、稳定性和精确控制的仪器,而且这些仪器非常昂贵。
然而,惯性约束聚变技术已经进入了实验阶段,并且在一些实验中已经取得了成功。
磁约束聚变技术是另一种冷核聚变技术。
在这种技术中,氢同位素被加热到数百万度,并被置于强大的磁场中。
这个磁场将使得聚变燃料被压缩在一个小的区域内。
这种技术需要复杂的磁场构建,而且由于磁场的不稳定性,难以控制和操作。
尽管如此,磁约束聚变技术已经在全球范围内得到了广泛的研究和发展,各种新型的磁约束聚变实验设施已经相继建成并运行。
虽然这些冷核聚变技术仍然面临许多技术挑战,但是科学家和工程师们正在不懈努力,以期在未来几十年内将这种技术推向商业化。
冷核聚变发展历程及相关理论讨论
冷核聚变发展历程及相关理论讨论冷核聚变的概念最早可以追溯到20世纪80年代初,当时学者们意识到在特定条件下,可以通过在固体材料中引入氘氚等原子核实现核聚变反应。
这种新颖的想法引起了科学界的广泛关注,许多研究机构开始尝试在实验室中展开相关研究。
随着实验技术的不断进步,冷核聚变技术逐渐走向成熟。
冷核聚变的发展历程可以分为几个阶段。
最初的阶段是在实验室中进行基础研究,探索冷核聚变反应的物理机制。
随着对材料科学和核物理的深入理解,研究者们逐渐意识到如何设计合适的材料结构以促进核聚变反应的发生。
在此基础上,他们开始着手设计实际的冷核聚变反应堆,并进行实际的实验验证。
目前,冷核聚变技术已经取得了一些重要的进展。
一些研究机构成功地实现了在实验室中的冷核聚变反应,并且获得了一定的能量输出。
然而,冷核聚变技术还存在许多挑战,例如如何提高反应的效率、降低设备成本等问题。
因此,有必要进一步深入研究冷核聚变技术的相关理论,以解决这些挑战。
冷核聚变技术的实现基于一些重要的理论基础。
首先是量子力学的理论,量子力学描述了微观粒子在原子核内的运动规律,为理解核聚变反应的物理机制提供了重要的参考。
其次是凝聚态物理学的理论,凝聚态物理学研究物质的宏观性质,为设计合适的材料结构提供了重要的理论支持。
此外,核物理学的理论也对冷核聚变技术的发展起到了关键作用,核物理学研究原子核的结构和性质,为探索核聚变反应提供了重要的理论基础。
除了这些基础理论外,还有一些新兴的理论对冷核聚变技术的发展具有重要意义。
例如,表面等离子体理论认为在材料表面引入等离子体可以促进核聚变反应的发生,这为设计更高效的冷核聚变设备提供了新的思路。
另外,有些理论认为通过控制材料表面的几何形态、改变金属晶格结构等方式可以提高核聚变反应的效率,这也为冷核聚变技术的发展带来了新的希望。
综上所述,冷核聚变技术的发展历程及相关理论探讨对于推动清洁能源技术的发展具有重要意义。
通过深入研究冷核聚变技术的基础理论和新兴理论,可以不断提高冷核聚变技术的效率和稳定性,为未来清洁能源的实现做出贡献。
冷核聚变
6 对就业方面的影响
从表面上看,电网、海洋航运、石油开采均为雇佣人员较多的服务行业,在能源革命的影响下,很多人会因此失业。但是实际不然,当能源充足的情况下,物价会大幅度下降,人们只需要进行极少的工作就可以拥有较高的生活水平,逐渐走向“共产主义”。此外,由于冷核聚变设备的生产、安装及维护,会创造很多就业的机会。诚然,国内垄断行业的“世袭制”无法继续下去,但是也许只有这样才能拥有一个更加公平的社会。
冷核聚变给社会带来的影响
1 对电网的影响
由于冷核聚变设备体积较小,效率较高。因此今后的电网会朝向小型化发展,每个小区乃至单个用户配备一个聚变设备,即可满足用电的需要,因此大型电网(State Grid)会逐渐被小型电网取代,当今风靡全球的智能电网领域研究也许会因此而停滞不前。由于核电的效率很高,而太阳能和风能的效率很低,发电设备价格昂贵,设备较为分散,后期维护困难。如果没有政府的扶持,很难维持生产,当今欧盟地区的新能源开发很多项目由于政府经济衰退而搁置。可见今后的太阳能、风能及其附属产业不容乐观。
冷核聚变的发展
从19世纪八十年代时,曾有科学家提出冷核聚变的议题,最终没有任何一个科学家可以在公开场合稳定的进行实验,此议题以科学谎言告终。
1月12日,NASA发布了一个长达两分钟的视频,用平实的语言讲述了冷核聚变新的进展及其未来发展的前景,引起了大备Nanor已经可以持续无故障运行,MIT成立了JET Energy公司来推广此产品。
意大利科学家安德烈?罗西(Andrea Rossi)成立了E-cat公司,并将于今秋将产品推广到民用领域。
冷核聚变的基本原理
一直以来,核聚变均在超高温条件下进行,即热核聚变。热核聚变的两条途径是磁场约束核聚变和惯性约束核聚变。磁场约束下的核聚变需要较高的温度形成超高温等离子体,而惯性约束下的核聚变需要强激光能量流,一般条件很难达到,因此为利用核聚变能带来很大困难。冷核聚变使用镍粉和氢气在几百摄氏度的情况下发生化学反应,产生大量的热。且此化学反应具有良好的自保护功能,当化学反应的温度过高时,镍粉融化,使得反应停止,因此不会出现反应无法受控进行使得温度过高损坏设备或造成爆炸等危险。最新研究表明,仅需要每年世界镍开采量的1%即可产生足够世界消耗的能源,且镍的造价仅为煤炭造价的四分之一。
冷核聚变反应设计及其运行特性分析
冷核聚变反应设计及其运行特性分析冷核聚变是一种新型的聚变反应方式,与传统的热核聚变相比,其运行温度较低,低于1亿度,因此被称为冷核聚变。
本文将详细介绍冷核聚变反应的设计原理和运行特性。
一、冷核聚变反应的设计原理冷核聚变反应是通过将两种或多种不同原子核撞击在一起,使它们发生聚变反应。
与传统的热核聚变不同,冷核聚变中的原子核撞击速度低于1%的光速,温度也要低于热核聚变的几百万到几千万度。
这种低温下的聚变反应更接近自然界中离子与离子之间的相互作用方式。
冷核聚变的设计原理主要包括以下几个方面:1. 选择合适的反应物:冷核聚变需要选择适当的反应物,使其在低温下能够发生聚变反应。
常见的反应物包括氘氚、氘氦和氦氦等。
2. 控制反应速率:冷核聚变反应需要通过控制反应速率来实现可控制的聚变反应。
可以通过调节反应物的浓度和撞击速度来控制反应的进行。
3. 利用高能束流:为了提高反应效率,冷核聚变反应中常用的方法是利用高能束流来加速反应物的撞击速度。
高能束流能够提供足够的动能,使得原子核能够克服库仑斥力而接近足够近的距离,从而促进聚变反应的发生。
二、冷核聚变反应的运行特性冷核聚变反应具有以下几个运行特性:1. 低能耗:与传统的热核聚变相比,冷核聚变反应所需的能量要低得多。
这是因为低能量的束流就足以提供反应物撞击所需的动能,无需大量能量的加热。
2. 安全性高:由于冷核聚变反应的运行温度较低,相比于高温的热核聚变反应,冷核聚变反应更容易控制,从而减少了事故风险和安全隐患。
3. 产生少量的辐射:冷核聚变反应的产生的反应产物较少,相应地,辐射也较小。
这减轻了环境和人体的辐射污染。
4. 资源丰富:冷核聚变所使用的反应物氘氚等可在自然界中获得,且丰富充足。
与热核聚变中需要使用氢同位素丰富的氚相比,冷核聚变更加具有可行性和经济性。
5. 短工程周期:相较于复杂的热核聚变装置,冷核聚变反应装置的建设周期较短,投资成本也相对较低。
冷核聚变反应虽然具有上述优势,但目前仍面临着技术和工程上的挑战。
冷核聚变应该不成问题
冷核聚变应该不成问题
2011.3.14
如果我们把目光盯住恒星表面的核聚变,冷核聚变似乎是不可能的。
如果我们把目光转向地球大气边缘的核聚变,
冷核聚变就很平常。
其实恒星表面的核聚变也是冷聚变,不过始于基本粒子,而不是氢元素。
道理很简单:恒星向外发散的宇宙射线的主要成分是氢和氦离子,不可能同时再从太空获取它们,否则就会发生对撞,改变宇宙射线的成分。
恒星大气中氢离子的数量必定有限,否则恒星的存在就成为问题,因为炸药(氢气的活跃程度和反应速度超过许多炸药)再多也会在一瞬间引爆,不可能像蜡烛一样慢慢燃烧。
还有,氢的核聚变必定产生其它气体,它们才是恒星大气的主要成分。
既然恒星和行星大气边缘进行的核聚变都是冷聚变,为什么不能用人工的方法再现呢?
也许有人质疑地球大气边缘存在核聚变,那么地球大气热层和逃逸层的局部高温来自何方?地球大气的成分为什么和宇宙射线不同?照亮地球白昼的可见光来自哪里(所谓阳光在太空就是宇宙射线,既不明亮,也不温暖)?如果主要来自核裂变,地球大气的主要成分就会是基本粒子,而不是化学元素周期表排在氢后面的元素。
所以,冷核聚变是宇宙中的普遍现象。
冷核聚变技术的前景与挑战
冷核聚变技术的前景与挑战随着人们对于动力能源日益增长的需求,科学家们也在不断追求更加可持续、安全、高效的能源形式。
作为全球科技领域的热门话题之一,聚变技术在长期的探索与研究后,已经逐渐成为了重要的能源解决方案之一。
而冷核聚变技术作为聚变技术的一个分支,其发展前景也引起了人们的极大关注。
简单地说,冷核聚变技术也称为“低能聚变”技术,是一种基于热压缩以及等离子体物理效应的能源生产方式。
相较于传统的热核聚变技术(如核电站中的核裂变反应),冷核聚变技术所需要的设备、材料和能源投入量都更少,而且由于不会产生放射性废物,因此更加环保。
冷核聚变技术的原理是将氢气推入一个封闭的容器内,并且在不断加压的同时加热,使得氢气分子变成一个个离子并且形成等离子体。
在这种情况下,将一个高速带正电荷的金属球靠近等离子体,使得等离子体中的氢离子开始聚变产生出氦原子,同时放出大量的能量。
当然,冷核聚变技术也并非没有挑战。
关于冷核聚变技术的研究和应用面临的最大的挑战之一就是技术本身的稳定性问题。
由于冷核聚变技术所需的温度和压力较高,而且对于材料的要求也非常苛刻,因此能够稳定运行的冷核聚变系统的建设和维护成本较高,同时也困难重重。
另一个挑战在于冷核聚变技术的产出量相对较低,难以大规模商业化应用。
虽然理论上来说冷核聚变技术可以产生与燃煤发电机能够相媲美的能源效果,但是目前技术的不成熟与缺陷限制了其能够在大型能源系统中大规模应用。
不过,尽管面临着这些困难和挑战,科学家们对于冷核聚变技术的未来依然充满了信心。
据悉,目前世界上各个国家都在积极投入冷核聚变技术的研究中,相信未来会有更多的科技成果以及技术创新推动冷核聚变技术得到更进一步的发展。
总的来说,冷核聚变技术作为一个新兴的能源形式,其所具有的环保、高效、低材料舒适度等特点已经逐渐引起了人们的重视和关注。
随着未来科技技术的不断升级和创新,相信冷核聚变技术也会产生更加深远的影响,为世界的可持续发展贡献自己的力量。
“冷融合”热起来?
106 能源评论Energy Review低能核反应(LENR ),常被称为冷核聚变或冷融合反应(Cold Fusion ),自1989年“弗莱许曼—庞斯实验”以来,一直饱受质疑。
如今,一位意大利科学家宣称,他已经看到了这一技术商业化的希望。
低能核反应是指理论上在接近常温常压和相对简单的设备条件下发生核聚变反应,在核聚变反应中,多个轻原子核被强行聚合形成一个重原子核,并伴随能量释放。
物美价廉的高能之源?日前,意大利人Andrea Rossi 宣布开始销售正常工作的LENR 设备,而且已经至少销售了一台采用他的E-CAT 技术提供动力的水加热系统。
他表示,自己创办的莱昂纳多公司接到了超过92份的订单,并与意大利的博洛尼亚大学和瑞士的乌普萨拉大学达成LENR 研究的协议。
与传统核反应堆不同,Rossi 的冷聚变堆利用普通的非放射性镍和氢为原料。
将毫微米大小的镍粉颗粒放在一个容器中,与一些未公开的 (知识产权的原因)非放射性催化剂混合,和氢气一起加温加压,温度升到450~500摄氏度左右,即开始发生核聚变,同时产生大量的热能。
Rossi 说,他已经对家用供热系统测试了一段时间,解决了一些固有的问题,并且开发出一个无需外部提供氢气就能工作的系统。
在由其开发的动力装置提供能源的情况下,这个系统可以连续工作6个月左右。
从物理学角度看,聚合反应可能会有反物质等现象发生,因此应提防这些现象是否会给人类和大自然带来不可逆转的伤害。
新智|Technology他声称,这种能够输出5千瓦功率的装置价值约1500美元,另一台稍小的装置定价仅为500美元。
他计划今年秋天,通过美国零售商向公众销售。
怀疑与前景并存多年来,人们对冷聚变最大的责难集中在实验的低重复性和核反应产物不匹配两点上。
Rossi的专利和实验装置也同样面临质疑,其成果仅发表在一个网络杂志上,而且他没有提供任何聚合过程是如何工作的细节。
波兰天体物理学家Ethan Siegel 认为,E-CAT设备所用的2英寸铅制容器无法隔绝聚合反应所释放的γ射线。
冷核聚变技术实现可控核能与环境友好方向
冷核聚变技术实现可控核能与环境友好方向冷核聚变技术(CFT)是一种实现可控核能与环境友好的方向。
与传统的热核聚变技术相比,CFT可以大大降低能源输入,并以更高的效率产生更少的核废料。
本文将介绍CFT技术的工作原理、优势以及当前的研究进展。
CFT技术是通过将带电粒子加速到高能状态,使其相互碰撞并发生聚变反应来产生能量。
通过使用高压电场加速氘或氚等带电粒子,可以将它们加热到数百万度的温度并使其发生聚变。
不同于热核聚变技术需要建造大型恒温核聚变设备,CFT只需要相对小型和便宜的装置就能实现聚变反应。
这样,CFT技术可以大大降低聚变反应的成本,并提高聚变能量的利用率。
CFT技术的另一个优势是产生的核废料相对较少,并且具有更短的寿命。
在传统的热核聚变反应中,产生的高能中子会对设备和材料产生严重的损害,并生成大量的放射性废物。
而CFT技术使用高能带电粒子进行聚变反应,几乎没有产生高能中子,因此减少了材料的辐射损伤。
此外,CFT技术产生的核废料寿命也较短,降低了对环境的不良影响。
目前,CFT技术在实验室阶段已经取得了一些重要的突破。
例如,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)和美国普林斯顿等机构共同研发的“国家点火装置”(National Ignition Facility)就是一个使用CFT技术进行核聚变实验的设施。
该装置使用激光来加热和压缩聚变材料,并通过控制聚变反应过程来实现可控核能输出。
这一实验设施的建成标志着CFT技术的重要进展,同时也为实现可控核能提供了一个重要的平台。
除了国际上的研究机构,企业界和政府也对CFT技术的发展给予了关注和支持。
例如,欧洲核研究组织(European Organization for Nuclear Research)与国际热核聚变实验反应堆合作组织(ITER)合作推进了CFT技术的研究。
同时,一些私人企业也在CFT技术的研发上取得了重要进展,为其商业化奠定了基础。
恒星塌缩冷核聚变
恒星塌缩冷核聚变
恒星塌缩冷核聚变是一种发生在科学上激烈而复杂的现象,它是一种既漂亮又神秘的天文现象。
它是由星际尘埃和质量收缩造成的结果,在恒星的中心发生的热核聚变反应。
在恒星的中心,核键强,氢原子受到高温压力的作用而强制融合,形成重氢核。
这种复杂的核反应会产生大量的能量,足以支撑一颗恒星的漫长寿命。
此外,核聚变还会产生许多稀有元素,比如铀、金、金属等,这些元素有助于恒星系统内其他天体的形成。
恒星塌缩冷核聚变是压力所致,它会受到恒星质量、半径和直径以及恒星内部气体组成的影响。
由于核聚变发生于恒星的中心,因此它们之间的质量会对恒星塌缩冷核聚变产生影响。
当恒星质量越大,恒星塌缩冷核聚变就越快。
另外,半径和直径也会影响恒星塌缩冷核聚变。
由于半径和直径越小,恒星的重力也就越大,核键强就会变得越强,从而加速恒星的塌缩冷核聚变。
最后,恒星内部的气体组成也会对恒星塌缩冷核聚变产生影响。
恒星内部的气体如水、氢和氦的存在对恒星的塌缩冷核聚变起着重要作用。
如果恒星内部没有足够的水,那么恒星的塌缩冷核聚变就会受到影响,反之亦然。
恒星塌缩冷核聚变是一种激烈而复杂的天文现象,它有着它自己的科学原理,是恒星发生改变的主要原因之一。
它也是恒星产生热核能的主要来源。
此外,恒星塌缩冷核聚变也是稀有元素产生的主要来
源。
恒星塌缩冷核聚变以及它所产生的各种天文现象都是天文研究中永恒不变的话题,它们将会给科学家带来比以往更深入的了解和更新的发现。
冷核聚变反应中的能量转换研究
冷核聚变反应中的能量转换研究冷核聚变反应,是一种不同于传统核聚变的反应形式。
在常规核聚变反应中,高温等离子体中的轻核粒子发生核融合,释放出巨大的能量。
而在冷核聚变反应中,通过一系列精密的控制技术,可以在室温下实现核融合,从而实现能量转换。
冷核聚变反应中的能量转换研究,是目前许多科学家们的研究方向之一。
这项技术被认为是未来能源领域的一种重要突破,有着巨大的应用潜力。
因此,不少国家和科研机构投入了大量的精力和资源进行相关研究。
冷核聚变反应中的能量转换主要通过两个步骤实现。
首先是反应体系的构建,然后是能量输送和转换。
在冷核聚变反应中,反应体系的构建是至关重要的。
这个体系一般由可与反应粒子产生相互作用的材料组成,比如金属氘化物。
反应体系的构建需要考虑许多因素,比如材料的选择、制备方法和参数等。
科学家们进行了大量的实验研究,希望找到最合适的材料和方法,以实现可控的核聚变反应。
进行冷核聚变反应的关键是能量输送和转换的过程。
在反应中,粒子的碰撞会导致能量的释放和转移。
科学家们研究了一些新的能量转换机制,比如声子能量转换和电子能量传导等。
通过这些机制,能量可以从粒子之间的相互作用中转换出来,从而实现能源的释放和利用。
冷核聚变反应中的能量转换研究,面临着许多挑战和困难。
首先,需要找到适合的材料,这些材料既能与反应粒子发生相互作用,又能承受高能量释放的影响。
其次,需要控制反应的过程,防止能量的大量损失。
此外,还需要研究新的能量转换机制,提高能量的转换效率。
尽管面临诸多挑战,但冷核聚变反应中的能量转换研究已经取得了一些重要的进展。
科学家们通过理论模型和实验验证,提出了许多新的思路和方法。
这些成果为冷核聚变反应的应用奠定了坚实的基础。
冷核聚变反应中的能量转换研究不仅仅在能源领域有着重要意义,还具有许多其他应用潜力。
比如,冷核聚变技术可以应用于核能源的安全利用和核废料的处理,也可以用于医学、工业和农业等领域。
总之,冷核聚变反应中的能量转换研究是一项具有广泛应用前景的领域。
冷聚变 科技术语
冷聚变
冷聚变,是指理论上在接近常温常压和相对简单的设备条件下发生核聚变反应。
核聚变反应中,多个氢原子核被强行聚合形成一个重原子核,并伴随能量释放。
冷聚变是在相对低温(甚至常温)下进行的核聚变反应,这种情况是针对自然界已知存在的热核聚变(恒星内部热核反应)而提出的一种概念性‘假设’,这种设想将极大的降低反应要求,可以使用更普通而且简单的设备,同时也使聚核反应更安全。
冷聚变又名冷核融合,是所用更正式名称——“低能量核反应”(low energy nuclear reactions, LENR)——的通俗名称,隶属于凝态物质核科学(condensed matter nuclear science,CMNS)的范畴。
“冷聚变”,国际上也称其为“凝聚态中的核科学”。
有学者认为,冷聚变现象是一种新的物理过程,对于轻水和氢气的过程没有核反应,只有重水和氘气有核反应,但是主要能量也不是由核反应产生的。
氘氘聚变比x射线的发射要低几个数量级。
所以叫冷核聚变是不完全科学的,建议叫电子——离子束缚态及其引发核过程。
这个物理过程在自然界中大量存在,例如太阳耀斑放能。
所谓黑洞、中子星、超新星、伽马爆、远伽马重复爆等天体现象也是这个物理过程,它也会对地球物理的能源机制给出新的解释,它对清洁能源有潜在影响。
冷聚变反应堆原理
冷聚变反应堆原理冷聚变反应堆是一种利用冷聚变技术实现核能产生的新型装置。
与传统的热聚变反应堆相比,冷聚变反应堆具有更高的安全性和可控性,被广泛认为是未来核能发展的重要方向之一。
冷聚变反应堆的原理是利用聚变反应产生的高能中子来激发裂变反应,从而产生能量。
聚变反应是指将轻元素聚合成重元素的核反应,这一反应在太阳等恒星内部广泛存在。
而裂变反应是指将重元素分裂成轻元素的核反应,目前的核电站主要利用的就是裂变反应。
冷聚变反应堆采用的聚变反应是以氘-氚反应为主,即氘和氚两种核燃料在高温和高压条件下发生核融合反应。
氘和氚是两种重氢同位素,它们的结合能远远高于其他核燃料,因此聚变反应释放的能量非常巨大。
通过控制聚变反应的速率,可以实现核能的可控释放。
为了实现冷聚变反应,需要解决两个关键问题:聚变反应的触发和裂变反应的控制。
聚变反应的触发需要提供足够的温度和压力,以克服原子核之间的库伦排斥力。
目前的触发方式主要有激光聚变和磁约束聚变两种。
激光聚变利用高功率激光束将燃料加热到高温,从而引发聚变反应;磁约束聚变利用强大的磁场将燃料困在一个磁约束体内,使其达到足够高的温度和压力。
裂变反应的控制是指控制裂变链式反应的速率,以保持反应堆的稳定和安全。
传统的核电站主要依靠控制中子的速度和反应性来实现裂变反应的控制。
而冷聚变反应堆则采用了先进的控制手段,如自动调节系统和可调节的燃料组件,以实现更精确的裂变反应控制。
冷聚变反应堆的优势在于其高安全性和可控性。
由于聚变反应的燃料是可再生的氢同位素,不会产生大量的放射性废物,减少了对环境的污染。
同时,冷聚变反应堆的反应过程可以随时停止,避免了发生核事故的风险。
然而,冷聚变反应堆仍面临着许多挑战和技术难题。
目前最大的问题是如何实现高温和高压的条件,以及如何高效地收集和利用聚变反应释放的能量。
此外,冷聚变反应堆的建设和运营成本也是一个巨大的挑战。
总的来说,冷聚变反应堆是一种非常有潜力的核能发展方向。
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[转]当代物理学发展报告--聚变物理与等离子体物理进展•鱼鱼•fishwoodok •1楼、受控热核聚变研究受控热核聚变研究旨在探索新能源,因此它是当代倍受世人瞩目的重要科研项目之一。
在早期,这一课题的诞生经历了几十年的漫长时间。
1.早期核聚变研究与劳孙条件19世纪末,放射性发现之后,太阳能的来源很快地被揭开。
这一发现应首先归功于英国化学家和物理学家阿斯顿(Aston,Francis William 1877~1945)。
当时,阿斯顿正在剑桥卡文迪许实验室,利用他所创制的摄谱仪从事同位素的研究。
实验中他发现,氦-4质量比组成氦的4个氢原子质量之和小大约1%左右。
几乎在同一时期,卢瑟福也提出,能量足够大的轻核碰撞后,可能发生聚变反应。
1929年英国的阿特金森(de Atkinson,R.)和奥地利的奥特斯曼(Houtersman,F.G.)联合撰文①,证明氢原子聚变为氦的可能性,并认为太阳上进行的就是这种轻核聚变反应。
在美国化学家尤里(Urey,Harrold Clayton 1893~1981)发现氢同位素氘不久,1934年,澳大利亚物理学家奥利芬特(Oliphant,Marcus Laurence Elwin 1901~)用氘轰击氘,生成一种具有放射性的新同位素氚,实现了第一个D-D核聚变反应。
1942年,美国普渡大学的施莱伯(Schreiber)和金(King)又首次实现了D-T核反应。
二战期间,美国洛斯阿拉莫斯实验室在研制原子弹的同时,也进行了早期核聚变反应的系统研究。
二战结束后,英国与前苏联也秘密地开展了受控核聚变研究工作。
核聚变是诱人的,英国天体物理学家爱丁顿(Eddington,SirArthur Stanley 1882~1944)早在1920年就预言①,”有一天,人类将设法把核能释放出来,为人类造福。
”然而,实现这一目标却困难重重。
仅以D-D反应为例,氘核带正电,发生聚变反应必须克服库仑斥力,使两核接近到核子间距离,即10-13cm,必须具备10keV 以上的能量。
如果用加速器加速氘核,再使其轰击含氘的固体靶,加速氘核的绝大部分能量将损失在与电子碰撞的散射之中。
还有人提出用两束高能氘核对撞实现聚变。
这种想法很快被证明是行不通的,因为氘核在束中的平均自由程很大,两束氘核几乎是完全透明的。
要使对撞发生,氘核束的密度必须很高,然而密度极高的氘核束很难获得,即使成功地制备了这种高密度氘核束,在氘核的互撞中,不可避免的多次库仑散射,将使偏转角很快地累计达到90°,而使氘核偏转离开原有的束流散失殆尽。
在这种情况下,人们很自然地想到了无规则的热运动。
如果设法将一团氘核约束在一起,并加热使其到达足够的温度,核间频繁地碰撞,可望有核聚变发生。
事实上,即使在聚变反应进行过程中,等离子体的能量也会通过多种途径不断散失。
因此,如果热聚变发生,并且维持持续进行,不仅应保持高温等离子体的能量足够高,还要维持能量平衡,以达到聚变的自持条件。
1957年,英国的劳孙(Lawson,J.D)计算了高温聚变等离子体能量平衡关系。
他的考虑如下,若等离子体的密度为n,在温度为T时,如果不从外部获得能量,由于各种能量损失,等离子体最终将从高温降到室温,所维持的时间,称为能量约束时间τ。
若维持能量平衡,可使聚变堆输出功率,经过效率为η的热功转变系统,转变为电能回授给等离子体,用来维持等离子体工作,并补偿轫致辐射能量损失。
如果维持能量的得失得当,聚变堆即可持续工作。
以氘氚各半的等离子体为例,单位体积D-T反应的聚变功率为E为每次反应释放的能量。
其中第一项与第二项分别为轫致辐射与其它各途径的损失功率。
由此,劳孙得到了等离子体释放的总功率为根据劳孙的分析,为了把单位时间等离子体释放的总功率变为电能,用来加热等离子体,并补充轫致辐射损失,必须有ηP=P损。
由此,劳孙得到如下结果:这一结果称为劳孙条件,它表明,等离子体达到聚变温度后,为了实现聚变反应能量得失相当,对等离子体密度n、约束时间τ都应有一定的要求。
实现劳孙条件只表明聚变实现能量得失相当的最低情况,并没有多余的功率供输出使用。
即使如此,这一条件仍然难以实现。
概括起来,这个条件应满足两点,这就是极高的温度和充分长的约束时间。
例如,D-T反应时,Tc>5keV,nτ≥6×1013cm-3·s;而对D-D反应的要求就更苛刻,Tc>100keV,nτ=1016cm-3·s,这些数据称为劳孙判据。
尽管实现这一目标,仅能达到聚变反应的收支平衡,它们仍被看作为聚变研究第一阶段的目标,因为只有实现了这一目标,才意味着受控热核聚变反应在科学上的可行性。
•2007-8-29 01:43•回复•鱼鱼•fishwoodok •2楼劳孙判据的得出,标志着受控热核聚变理论研究的重要进展。
它向人们指出,实现受控热核聚变反应的两个最基本问题就是:等离子体的加热和等离子体的约束。
此外,劳孙判据中的nτ值与等离子体的Tc的乘积nτTc 称为聚变品质因素,它已被列作判断聚变研究水平高低的标志。
2.等离子体磁约束在自然界中的等离子体,约束常是天然具有的。
例如太阳和其它恒星,凭借自身巨大的质量,利用引力即可把等离子体约束在一起。
地球的引力仅是太阳引力的33万分之一,依靠如此微弱的引力,不可能约束住高温等离子体。
人们很自然地想到了磁约束的方法。
磁场对等离子体的作用包括三种,即带电粒子所受磁场的洛仑兹力、磁场对等离子体束的磁应力以及等离子体电流所受磁场的箍缩力。
洛仑兹力可以把带电粒子约束在磁力线的周围,使其在垂直磁场的方向上受到横向约束;磁应力来自磁场的不均匀性,使等离子体整体受到指向内部的作用,从而抵消等离子体的热膨胀;而箍缩力将使等离子体电流束沿径向被箍缩,从而受到约束。
磁约束装置的研制关键在于寻找到合适的磁场位形。
(1)仿星器、磁镜美国天文学家和物理学家斯必泽(Spitzer,LymarJr.1914~)是早期磁约束装置研究中较为成功的一位。
1935年,斯必泽毕业于耶鲁大学,曾在著名天文学教授爱丁顿及罗素(Rus-sell,Hery Norris 1877~1957)指导下攻读研究生学位,1938年获哲学博士学位。
毕业后在耶鲁大学工作,后到普林斯顿大学担任天文系系主任。
斯必泽早期研究的课题是弱磁场下,宇宙尘形成新恒星的过程。
这项研究为他以后的成功奠定了基础。
50年代初,随着早期核聚变研究的热潮,他迅速地找准了研究方向,即研究高温等离子体的磁约束。
最初,他设想用磁场把等离子体约束在一个圆柱形空间里。
为解决等离子体在端点的泄漏,他设想把两端连接成圆环状。
然而激磁线圈产生的环形磁场内侧强,外侧弱,致使正带电粒子向下漂移,电子向上漂移,正负电荷的分离所产生的电场与磁场共同作用的结果,把等离子体向外推,因而不能形成稳定的约束。
为了克服正负电粒子的分离,斯必泽巧妙地把圆环状空间扭成8字,于1951年4月提出了一种称为仿星器(Stellarator)的磁约束装置。
等离子体沿8字形绕行一圈,总的漂移被抵消。
同年7月,他得到5万美元的资助,开始了这项理论研究工作。
1952年建成第一台小型实验用仿星器Model-A,以后又陆续建成规模更大一些的Model-B和Model-C。
60年代以后,由于实验结果不甚理想而进展缓慢,美国基本上停止了仿星器的研究。
然而英国、西德、前苏联和日本却坚持了下来,并取得了较好的结果。
例如80年代英国在CLEO 仿星器上进行低电流欧姆加热实验,能量约束时间为5ms,欧姆加热输入功率为12~15kW;西德的WⅦA仿星器的大半径达到2m,磁场的螺旋变换角可以连续调节。
实验发现,用这种仿星器加热,等离子体的温度与密度分布都优于同样规模的托卡马克装置。
他们在该仿星器上还成功地进行了中性注入实验。
磁镜属于开端系统,它用中间弱、两端强的磁场位形约束等离子体,具有结构简单、β值高、能稳态运行等优点。
提出这一方案的是刚从斯坦福大学获得博士学位的波斯特(S.Post)。
1952年,他从斯坦福大学毕业后,应聘到劳仑斯-利弗莫尔辐射实验室从事同步辐射研究。
应该实验室热核聚变研究课题负责人约克(H.York)的邀请,参与了核聚变研究。
由于波特在微波与等离子体方面的知识背景,使他很快地从地球磁场俘获带电粒子中受到启发。
地磁具有中间弱、两端强的磁场位形,被俘获的带电粒子在两极间来回反射,称为磁镜效应。
波斯特把这一效应用于解决直线型聚变装置的等离子体泄漏问题,于参加工作的当年,就建成了第一台人工磁镜装置。
1976年,该实验室的2ⅦB磁镜装置的等离子体温度已达到13keV,等离子体密度达到2×1014cm-3。
在采用中性注入技术时,也未出现约束不稳定性问题,所需要解决的是,由于磁力线在装置内不闭合而带来的终端损失问题。
有人提出终端能量的再循环使用,以及在端头加“塞子”的堵漏设想。
基于这一想法,已产生了反向场磁镜、串联磁镜及环键磁镜等新设计。
80年代初,劳仑斯-利弗莫尔实验室的大型串联磁镜已投入运行①。
它的中部磁场长5m,中心磁场2kG,等离子体密度1013cm-3,等离子体温度10keV,加热束流持续时间25ms,端部磁场中心场强10kG,端部磁镜用5MW的中性束注入加热。
从发展趋势看,磁镜有可能是托卡马克的竞争对手,成为一种有前途的磁约束装置。
(2)托卡马克早在50年代初,前苏联著名物理学家塔姆(Tamm,IgorYavgenyevich 1895~1971)就曾提出用环形强磁场约束高温等离子体的设想。
1918年,塔姆毕业于国立莫斯科大学。
从20年代到30年代早期,他曾以量子理论为基础,研究固体的光色散问题。
1937年,他成功地解释了切伦科夫辐射现象,为此与另一位前苏联物理学家弗兰克(Frank,Ilya Mikhaylovich 1908~)共获1958年诺贝尔物理学奖。
第二次世界大战后,塔姆转向受控热核聚变研究。
他认为,把强电流产生的极向磁场与环形磁场相结合,可望实现高温等离子体的磁约束。
受到这一思想的启发,莫斯科库尔恰托夫研究所的前苏联物理学家阿奇莫维奇(Artisimovich,Lev Andreevich 1909~1973)开始了这一装置的研究。
最初,他们在环形陶瓷真空室外套有多匝线圈,利用电容器放电,使真空室形成环形磁场。
与此同时,用变压器放电,使等离子体电流产生极向磁场。
后来,利用不锈钢真空室代替陶瓷真空室,又改进了线圈的工艺,增加了匝数,改进了磁场位形,最后成功地建成了托卡马克装置。
托卡马克这一名称由阿奇莫维奇命名,是俄文环流磁真空室的缩写。
•2007-8-29 01:43•回复•鱼鱼3楼为了克服一般环形磁场使带电粒子漂移,致使正负电荷分离而产生电场,破坏稳定约束的缺点,托卡马克的磁场位形极为巧妙。