想簡單的知道什麼是可控核聚變以下有問題

2021-03-04 05:27:44 字數 4915 閱讀 9819

1樓:匿名使用者

可控核聚變遠遠不止等離子體的問題,工程上的先不說。非等離子體專業的問題中有兩個最難解決,首先是氚自持,也就是說現在聚變反應需要不斷的提供氚,但是氚並非是自然界有的,需要中子與鋰反應產生,產生的氚如何能比聚變反應消耗的氚更多這個問題現在遠達不到樂觀。可控核聚變要實現確實很難,特別是對於真的發生持續的核聚變後,我們的裝置還能不能正常工作不是乙個僅僅靠等離子體專業的人就能夠解決的問題,還需要材料、核物理、工程各方面的科學家大力支援。

實現可控核聚變有什麼意義

2樓:風雨蘭砂

可控核聚變是人類終極能源-無限清潔能源,注意無限和清潔兩詞。具體可以從幾方面來講

哲學方面,人類所期待的共產主義社會的核心是無限生產力,無限生產力的核心是無限能源,所以說可控核聚變是開啟共產主義社會大門的鑰匙之一。但從可控核聚變真正全面化商用到共產主義社會真正實現,期間會有一段時間來發展與轉變。

資源方面,縱觀人類歷史,就是能源迭代的發展史,每次能量密度的躍進都是人類社會躍進的標誌之一。大到國家戰爭,小到人與人之間的勾心鬥角,權利與領地之爭,實質上都是能源之爭,如果能源無限,那麼這些所有的一切都會消失。人心不再存惡,世間再無紛爭。

科技方面,科技發展的限制就是能源,能源無限了,科技樹就可以無限的往下點下去。社會將會出現真正的人工智慧和機械人,解放勞動力(人),人類也有了移居其他星系的能力與基礎。

當然以上種種並不是說可控核聚變一商用就馬上都能實現,而是說可控核聚變讓這些真正都成了日程表上板上釘釘能夠實現的東西。

3樓:匿名使用者

實現受控核聚就可利用核能。

裂變時靠原子核**而釋出能量。聚變時則由較輕的原子核聚合成較重的原子核而釋出能量。最常見的是由氫的同位素氘(讀"刀",又叫重氫)和氚(讀"川",又叫超重氫)聚合成較重的原子核如氦而釋出能量。

核聚變較之核裂變有兩個重大優點。一是地球上蘊藏的核聚變能遠比核裂變能豐富得多。

4樓:獨孤求答獎

第一方面的難點是物理理論上的。雖然等離子體的運動無非就是麥克斯韋方程組就可以完全描述的,連量子力學都用不到,但是因為包含的粒子數目多,就會遇到本質的困難,此所謂 「more is different」。正如在流體力學裡,我們雖然知道基本方程就是navier-stokes方程,但是其產生的湍流現象卻是物理上幾百年來都攻不下來的大山。

等離子體同樣會產生等離子體湍流,因為有外磁場的存在甚至是比流體湍流更複雜一些。於是在物理上,我們就沒有辦法找到第一性原理出發找到乙個簡潔的模型去很好地**等離子體行為。我們現在所能做的,很多時候就是像流體湍流的研究那樣,構建一些更加偏唯像一點的模型,同時發展數值模擬的技術。

第二方面的難點是物理實驗上的。即使沒有第一性原理出發的理論,很多時候唯像模型也可以非常實用,比如說現在流體湍流的模型就可以在工程上很實用。但是等離子體實驗的資料可並不像流體那麼好獲得。

從理論上我們可以知道,托卡馬克裡的高溫高密度等離子體會有非常多的不穩定性,如果伸進去一根探針進等離子體中心,那立刻就會激發起不穩定性於是整個等離子體就會分崩離析。基於這個原因,實驗觀測的手段就會很受限制。這也就是為什麼我們不說「等離子體測量」一詞,而是使用「等離子體診斷」,因為這的確就跟診斷病人的病情很像。

基於以上兩點物理上的原因,可以說我們沒能很好地理解托卡馬克裡等離子體的運動,因此對裝置的設計就沒有那麼給力,只能慢慢發展慢慢改進...實際的歷史程序就是,實驗上發現一種不穩定性,然後理論在之後的幾年裡爭取理解它,然後想辦法改進設計去抑制這個不穩定性。但是抑制了之後,約束改進了,又會在實驗上發現更小時空尺度上的不穩定性,於是再理論去理解,再改進設計,迴圈往復...

我們的確是在不斷進步的,只是需要時間。

5樓:我的穹妹

利用核能的最終目標是要實現受控核聚變。裂變時靠原子核**而釋出能量。聚變時則由較輕的原子核聚合成較重的原子核而釋出能量。最常見的是由氫的同位素氘

(讀"刀",又叫重氫)和氚(讀"川",又叫超重氫)聚合成較重的原子核如氦而釋出能量。

核聚變較之核裂變有兩個重大優點。一是地球上蘊藏的核聚變能遠比核裂變能豐富得多。據測算,每公升海水中含有0.03克氘,所以地球上僅在海水中就有45萬

億噸氘。1公升海水中所含的氘,經過核聚變可

提供相當於300公升汽油燃燒後釋放出的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為蘊藏的可進行核裂變元素所能釋出的全部核裂變能的1000萬倍,可以說是取之不竭的

能源。至於氚,雖然自然界中不存在,但靠中子同鋰作用可以產生,而海水中也含有大量鋰。

第二個優點是既乾淨又安全。因為它不會產生汙染環境的放射性物質,所以是乾淨的。同時受控核聚變反應可在稀薄的氣體中持續地穩定進行,所以是安全的。

實現核聚變已有不少方法。最早的著名方法是"托卡馬克"型磁場約束法。它是利用通過強大電流所產生的強大磁場,把等離子體約

束在很小範圍內以實現上述三個條件。雖然在實驗室條件下已接近·,但要達到工業應用還差得遠。按照現有的技術水平,要建立托卡馬克型核聚變裝置,需要幾千

億美元。

另一種實現核聚變的方法是慣性約束法。慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體,裝入直徑約幾公釐的小球內。從外面均勻射入雷射束或粒子束,球

面因吸收能量而向外蒸發,受它的反作用,球面內層向內擠壓(反作用力是一種慣性力,靠它使氣體約束,所以稱為慣性約束),就像噴氣飛機氣體往後噴而推動飛

機前飛一樣,小球內氣體受擠壓而壓力公升高,並伴隨著溫度的急劇公升高。當溫度達到所需要的點火溫度(大概需要幾十億度)時,小球內氣體便發生**,並產生大

量熱能。這種**過程時間很短,只有幾個皮秒(1皮等於1萬億分之一秒)。如每秒鐘發生三四次這樣的**並且連續不斷地進行下去,所釋放出的能量就相當於

百萬千瓦級的發電站。

原理上雖然就這麼簡單,但是現有的雷射束或粒子束所能達到的功率,離需要的還差幾十倍、甚至幾百倍,加上其他種種技術上的問題,使慣性約束核聚變仍是可望

而不可及的。 儘管實現受控熱核聚變仍有漫長艱難的路程需要我們征服,但其美好前景的巨大**力,正吸引著各國科學家在奮力攀登。

6樓:sky我想和你唱

在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛,讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核(如氦),中子雖然質量比較大,但是由於中子不帶電,因此也能夠在這個碰撞過程中逃離原子核的束縛而釋放出來。

大量電子和中子的釋放所表現出來的就是巨大的能量釋放。這是一種核反應的形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。

核聚變是核裂變相反的核反應形式。

可控核聚變的實現難點是什麼?

7樓:小小乙個小明

其實,可控核聚變,就是我們常說的人造太陽了。說實在的,核聚變比核裂變清潔。因為核聚變是兩個氫原子,變成了氦原子,沒有產生什麼核廢料。

只不過,用來核聚變的氘氚,要收集的話,比較麻煩。而且,自然界中沒有氚。所以,生產氚來製作核聚變的話,有點像是拿錢來換錢一樣。

要注意了,材料是最重要的,沒有材料,就很難實現。

8樓:匿名使用者

目前的問題很多也很棘手。乙個是可控,乙個是材料。因為聚變反應高達上億℃,沒有任何材料可以承受如此高溫,所以科學家們提出強磁場約束等離子體的理念。

然而目前的技術手段,缺乏長時間提供強大磁場約束的能力。目前的實驗堆只能維持不到兩分鐘。

也就是說,給人造太陽做的籠子還是不牢靠,這是最大的問題。

然後就是反應材料,雖然儲量豐富,但是開採很難。

如果要實現商用,反應堆必須做到足夠大的輸出功率,這個目前沒有任何經驗,誰都不知道會不會發生不可控事件比如核爆,黑洞等等問題。

9樓:於昌斌的

難點持強磁場,解決等離子體中的不穩定現象,材料耐輻射等。

聚變堆面臨的主要理論困難是很多種不穩定性的成因和物理解決辦法,不穩定性有很多種,每種都要搞清楚,現在大的不穩定應已經可以克服。但如果要商業執行,聚變堆必須做到很大,這就讓裡面的物理問題變得更複雜,所以這也是現在正在解決的方向之一。

10樓:匿名使用者

難點在於控制,可控核聚變的安全性穩定性還不是很可靠,所以人類可以造出來但是卻不能很好的控制

11樓:活寶

****請諮詢中國科學院 。哈哈

12樓:匿名使用者

當世界把托卡馬克裝置挪進鸚鵡螺,極端扭曲的殼腔時,糾集的托卡馬克解放了。

(π1)、磁s 極與n 極交心❤了。

等離子電流環感生電感效應導致制導磁能n 極越遷到大規模磁s 螺旋腔,在單向磁s的大規模螺旋另加磁n 極迴轉偏向結構_簡稱磁偏流結構。

π2、等離子體與中子緊束了。

等離子電流在托卡馬克裝置內螺旋磁應力下,產生的+-電場強度週期性波動與極度扭曲等離子流結構,仿星器技術旨在向內接近扭曲等離子電流,以解決中子能量輻射外散致第一壁,卻無意中阻擋了氦灰的有效排出,嚴重影響了等離子體的濃度與溫度保持,還有其精密磁控化設計,實時等離子電流的峰值波動資訊與外部磁控存在平衡的滯後性,不能自持聚變。而在本結構理論設計的標準參量模型下,等離子電流代替了托卡馬克的超導電流環籠,成為磁偏轉流結構體內的乙個開放型緊束的體系鏈,短程瞬時內就完成電與磁的飽和**換,中心磁「n」極與外環磁s極(在托卡馬克裝置下是磁島、磁面撕裂的難題)。

因極具能量的中子只能在核運動的路徑上,磁偏轉結構的不完全磁n 極平衡所需要相對量的大規模磁s極的消耗比例,而其所有餘量磁s來完成所需的週期性電場勢能強度,以促進保持+-離子空間相位角與單位時間內的能量交換強度。其中過程可理解為核作用力,「電與磁交換短程性,瞬時性,而與整個「托卡馬克虛化體」達成空間電荷相對的無關性,再則也可以保持中心磁n 極磁電感強度,以保持磁n 極在腔內的空間角度與磁緊束的張度的穩定性」,此過程性質與核作用力基本一致。

13樓:嗯啊哦了呵

聚變堆面臨的主要理論困難是很多種不穩定性的成因和物理解決辦法,不穩定性有很多種,每種都要搞清楚,現在大的不穩定應已經可以克服。但如果要商業執行,聚變堆必須做到很大,這就讓裡面的物理問題變得更複雜,所以這也是現在正在解決的方向之一。

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