核火火寒毒是什么么

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2015-11-04 06:05 标签： 烈火内核是什么
点燃“原子核”之火_百度文库
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点燃“原子核”之火
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　　古希腊神话中，人类的守护神普罗米修斯不惧危难，从众神之王宙斯那里盗取火种，带领人类脱离黑暗，走向光明。而核聚变作为未来最理想的新能源，必将像普罗米修斯之火一样，带领人们开启全新的核能时代。
　　ITER的最新报道
　　据英国媒体报道，目前正在法国卡达拉舍进行的国际热核反应堆实验（ITER）已经耗资两百亿美元，而这已经超出最初建设时预算的三倍。完工时间也从2016年推迟到2019年，首批等离子体实验将在2020年进行。
　　英国卡拉姆聚变中心所长Steve Charles Cowley在日英国上议院科学技术委员会上说道：国际热核实验反应堆的成员说2020年，但我认为2025年反应堆才会产生首批等离子体。他认为燃烧等离子体在2030年早期都不太可能实现。但Cowley说他们相信ITER能够完成它的使命。
　　据Cowley在上议院上披露：在目前在核聚变研究领域投入最大的是中国。中国不仅是国际热核实验反应堆的合作伙伴之一，而且还斥巨资建设自己的反应堆，也就是中国聚变工程实验堆（CFETR），它比国际热核实验反应堆更大，可能在2030年前竣工。一些合作方就是否继续与中国的合作展开了讨论，最后我们决定继续与中国合作。
　　核聚变究竟是何方神圣，让世界各国愿意摒弃分歧，携手一道、不惜耗费巨资进行研究？科学之家接下来将带你揭开核聚变的神秘面纱。
　　人造太阳核聚变
　　太阳以其强大的能量散发出光和热，温暖着地球、养育着世间万物。而核聚变正是太阳强大能量的来源，因此可以用人造太阳来形容关于核聚变的研究。
　　图片说明：上图展示了核聚变的化学反应过程。
　　核聚变是指较轻的原子核（例如氘和氚）结合形成较重的原子核（例如氦）的过程。原子核内蕴含着巨大的能量，原子核的变化，即从一种原子核变化为另一种原子核，往往伴随着能量的释放。原子核变化的两种形式分别为：核聚变以及核裂变。核裂变是原子弹的爆炸原理，目前人们已经建造了利用核裂变原理发电的核电站。核聚变是氢弹的爆炸原理，但氢弹瞬间猛烈爆炸产生的能量是无法控制的，因而实现受控的核聚变一直是科学家们的梦想。
　　图片说明：核聚变发电站。图片来源：
　　核聚变作为未来能源的发展方向，具有许多优势：首先，核聚变所需的燃料来源为氢的同位素氘和氚，在自然界中储量极为丰富。地球上的海水中含有大量的氘，产生氚的锂也有丰富的储量；其次，聚变反应释放出的能量巨大，一升海水中的氘经过聚变反应释放出的能量相当于300升汽油燃烧的能量；最重要的是，与核裂变相比，核聚变反应产物是比较稳定的氦，对环境没有污染。因此，核聚变被认为是未来最理想的清洁能源。
　　实现受控的核聚变要求十分苛刻，判断能否进行可控核聚变的标准即劳逊判据：参与反应时等离子气体的密度和对它可靠约束时间。首先，要求有极高的温度和压力。太阳的中心温度高达1500万摄氏度，并且还有巨大的压力才能使核聚变正常反应。在地球上不可能获得如此大的压力的条件下，只能通过把温度提高到上亿度来弥补；其次，相当低的密度。高温下的等离子体具有相当大的压强，因此要把容器内的气体抽到相当真空，相当于常温下气体密度的几万分之一；最后，高温下的等离子体非常不稳定，要对等离子体进行充分约束，保持一定的时间，使其充分聚变。
　　图片说明：进行核聚变的托卡马克装置构造。图片来源：
　　如果说核聚变是人造太阳，那么进行核聚变的装置就是装太阳的瓶子。产生受控核反应的装置有两大类：惯性约束装置和磁约束装置。用强磁场使高温等离子体与容器器壁隔开的托卡马克装置是研究中使用的最普遍的装置。
　　现代通天塔ITER
　　《圣经创世纪》记载人类诞生之初语言相通、不分种族，大家联合起来希望建造一所通天塔来传扬自己的名。为了阻止人类的计划，上帝让人类说不同的语言，相互之间不能沟通，人类自此各散东西，计划因此失败。为研究核聚变发电而组建的国际热核聚变实验堆计划（International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER）联合了世界上近一半人口的国家，是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，堪称人类现代历史上的通天塔。
　　图片说明：ITER装置示意图。图片来源：
　　ITER计划是1985年由前苏联领导人戈尔巴乔夫和美国总统里根在日内瓦峰会上倡议提出的。1988年，美、苏、欧、日共同启动。经过13年的共同努力，耗资约15亿美元，在1991年完成概念设计的基础上，1998年美、俄、欧、日四方完成了工程设计及部分技术预研。1998年美国退出后，其余三方继续合作对原工程设计进一步修改完善。2003年中国、韩国加入ITER计划，美国也重返ITER计划，2005年印度加入ITER计划。经过七方政府批准，ITER国际核聚变能组织于日正式成立，ITER计划进入装置建造阶段。
　　ITER设计总聚变功率达到50万千瓦，是一个电站规模的实验反应堆。它的目标是：在和平利用聚变能的基础上，探索聚变在科学和工程技术上的可行性。它的作用和任务是：用具有电站规模的实验堆证明氘氚等离子体的受控点火和持续燃烧，验证聚变反应堆系统的工程可行性，综合测试聚变发电所需的高热流和核部件，实现稳态运行，从而为建造聚变能示范电站奠定坚实的科学基础和必要的技术基础。
　　图片说明：ITER计划各国分摊的建造成本。图片来源：
　　ITER计划选址之争：日本提出的青森县和法国提出的卡达拉舍成为最终入围的两个候选地址。美国、日本和韩国主张在日本修建，而欧盟、俄罗斯和中国支持在法国修建。最终，欧盟对日本作出了巨大让步：欧盟承担46亿欧元总建设费用中的40%。其余的60%分别由法国、美国、日本、韩国、俄罗斯和中国各分摊10%。这样一来，欧盟等于是承担了总建设费用的一半。日本放弃竞争的交换条件是，建在法国卡达拉舍的ITER项目总部中有更多的工作岗位提供给日方。此外，日本的原料供应商也分得该项目的一大杯羹。
　　国际核聚变能组织涉嫌歧视中国科学家：据香港《南华早报》日报道，尽管中国提供9%的资金，该项目却只有4%的科学家和其他工作人员是中国人。报道指出，到1月份为止，只有18名中国人参与该项目，约占452名雇员的4%。而且大部分中国人都在非核心部门工作。相反，三分之二的人员来自欧盟。日本则占雇员总数的7%，印度、韩国和美国占6%，俄罗斯占5%。一些中国科学家说，这种结果可能会让中国无法获得所需的专门技术，以利用该研究中产生的任何突破。对于被排挤在敏感的国际项目之外，中国科学家日益感到不满。而ITER则说，它的雇用过程是公平的。该组织发言人米歇尔克莱森斯说，有关歧视的说法是完全错误的。
　　东方超环EAST
　　图片说明：中国的全超导托卡马克实验装置EAST。图片来源：
　　EAST 由实验Experimental、先进Advanced、超导Superconducting、托卡马克Tokamak四个单词首字母拼写而成，它的中文意思是先进实验超导托卡马克，同时具有东方的含意。
　　EAST装置是我国自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置。将能产生100万安培的等离子体电流；持续时间将达到1000秒，在高功率加热下温度将超过一亿度。EAST的大小半径虽然只有国际热核聚变试验堆ITER的1/3和1/4，但位形与ITER相似且更加灵活，而且将比ITER早10-15年投入运行。EAST是一个近堆芯高参数和稳态先进等离子体运行科学问题的重要实验平台，将是在ITER之前国际上最重要的稳态偏滤器托卡马克物理实验基地，其工程建设和物理研究可为ITER项目的建设提供直接经验。EAST将是未来十年唯一能为ITER提供长脉冲稳态先进运行高参数非圆等离子体平台的实验装置。
　　图片说明：中国工程院院士、EAST项目负责人万元熙2013年在北京做了《中国聚变工程实验堆（CFETR）总体设计进展和挑战》的报告，上图为CFETR的发展规划。
　　EAST的成功研制以及相关实验的顺利开展为中国聚变工程实验堆（CFETR）的建设做出巨大贡献。CFETR估计于2020年开始建设，之前的一段时间，中国科学家们会在EAST上进行可控核聚变实验，在2020年前完成预计的所有科学目标：1兆安（已达到），1亿度（截止2013年EAST最好记录4000万度），1000秒（411秒）。CFETR的样品机原型预计将于2030年至2040年建好，并于2050年前后实现商业化运营。
　　随着人类文明的快速发展，所需要的能源也急剧增加。核聚变技术的成功应用不仅会极大缓解人类对能源资源的需求，而且将改变彻底改变人类的生存面貌，人类将从目前的石油化石能源时代进入全新的核能时代。让我们预祝像普罗米修斯一样为人类牺牲奉献的科学家们早日取得成功。（科学之家，译审/编辑：F Cheng）关注科学之家微信公众号：kexuehome 收取新鲜科学资讯
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