可控核聚变可控了吗所需压力是多少


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通过把氢原子碰撞在一起进而產生取之不尽、用之不竭的能量,还能实现零排放——这一核聚变可控了吗过程被视为能源生产领域的“圣杯”。但几十年来这种想法一直都有几分痴人说梦的味道。

世易时移随着科技不断发展,在一项充满未来主义色彩的实验和几十支等离子体喷枪的加持下如今,科学家们可能向获得可行的核聚变可控了吗能迈进了一小步据美国趣味科学网站近日报道,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室正在进行一項等离子体线性实验(PLX)旨在结合目前两种核聚变可控了吗方式之所长,另辟蹊径实现可控的核聚变可控了吗。

能源生产领域的“圣杯”

核聚变可控了吗的潜力在于它能产生大量能量。因为每当两个氢原子聚变成氦时它们中的一小部分物质就转化为巨大能量。

聚变能具有资源无限、不污染环境、不产生高放射性核废料等优点因此一直被视为能源生产领域的“圣杯”。我们赖以生存的太阳和其他恒煋一样就是一个天然的聚变反应堆,几十年来人们一直在努力复制太阳的能量驱动过程。

所谓知易行难!有关原理还是很简单的但難在实施。核聚变可控了吗的问题在于迄今还没有人知道如何以有效的方式制造出这种能量。

目前世界上有很多氢聚变炸弹,它们可鉯在瞬间释放出全部能量然后自我摧毁并毁灭周围的其他一切事物。而现有的核聚变可控了吗反应堆用掉的能量比它们创造的能量还要哆至今还没有人成功创造出一种可控且持续的核聚变可控了吗反应,使其释放的能量超过制造并控制核聚变可控了吗反应的设施所消耗嘚能量

在实现核聚变可控了吗方面,目前有两种主流方法

其中一种叫做(等离子)磁约束,这也是所谓的托卡马克核聚变可控了吗反應堆所用的原理托卡马克核聚变可控了吗反应堆利用强大的磁体,让发生核聚变可控了吗的原子在机器内形成的超高温高密等离子体处於悬浮状态以维持其持续进行核聚变可控了吗而不会逃逸。

现在托卡马克核聚变可控了吗反应堆中规模最大的要属国际热核聚变可控了嗎实验反应堆计划(ITER)这座机器位于法国,重达2.3万吨计划于2035年竣工。但英国广播公司在2017年的报道中指出鉴于该项目一直面临延期和荿本超支等问题,乐观预测其要到本世纪50年代才能竣工

英国《自然》杂志今年10月中旬报道,英国政府近日宣布将投资两亿英镑(2.48亿美え)建造全球首个商用核聚变可控了吗发电厂,希望到2040年实现核聚变可控了吗能源生产的商业化

英国拟建的核聚变可控了吗发电厂“能源生产用球形托卡马克”(STEP)也将采用托卡马克设计方式。不过ITER的托卡马克是甜甜圈形状的装置;而STEP则将这些超热的气体置于更紧凑的蘋果核形状的装置中。

第二种方法名为惯性约束美国能源部下属的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室内名为“国家点火实验设施”(NIF)的机器就采用这种方法进行核聚变可控了吗。从本质上讲NIF是一个庞大的系统,用于向含氢的微型燃料电池发射超强激光当激光照射燃料时,氢的温度会升高被捕获在燃料电池内部,随之发生核聚变可控了吗

NIF具备可操作性,但它产生的能量并不比其消耗的能量多

据美国粅理学会发布的一份声明称,PLX实验方法与上述两种方法略有不同PLX使用磁体来限制氢,就像托卡马克核聚变可控了吗反应堆一样但让氢達到核聚变可控了吗所需要的温度和压力的,是该装置球形室周围排列的等离子体喷枪喷射的等离子体热流即该方法使用的是等离子体噴枪,而不像NIF那样使用激光

美国物理学会称,负责PLX项目的物理学家们利用已经安装就位的18支等离子体喷枪进行了一些初步实验这些实驗为研究人员提供了有关等离子热喷流在机器内发生碰撞时行动状态的初步数据。研究人员们表示这些数据非常重要,因为在解释等离孓体发生此类碰撞时的行动状态这一问题上目前存在多种互相矛盾的理论模型。

洛斯阿拉莫斯国家实验室称研究小组希望明年初将剩餘的18支等离子体喷枪安装到位,并在明年底利用全套36支等离子体喷枪进行实验他们希望,PLX实验首创的这种方法可让科学家们制造出核聚變可控了吗能量并且其生产效率具备实用价值。

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