人造太阳的原理是什么
所谓人造太阳,实际上是指模仿太阳的核聚变方式,在地球上建造核聚变反应装置,也就是可控核聚变设备。那么你知道人造太阳的原理是什么吗?下面小编就来解答一下大家的疑问。
人造太阳的原理是什么
中国的人造太阳(EAST)装置,就是模仿太阳发光发热的原理,实现人工可控核聚变,释放能量,如果能够成功,那就是可以供给人类生活生产需要的终极能源。
太阳发光发热供给了整个太阳系的能量,它靠的就是宇宙精心设计的太阳核心处的核聚变反应堆,在太阳的核心,温度和压力都及其之高,太阳通过巨大质量把高温等离子体约束在一起,时时刻刻以一定的速率进行着聚变反应,根据目前太阳聚变的速率,它还能继续燃烧50亿年。
我国正在建造的人造太阳装置,是人造太阳环流器二号。这是一种大型的托卡马克装置,通过磁约束等离子体,来实现人工可控核聚变反应,其中的等离子体温度可以达到1.5亿度,这样的高温可以提高可控核聚变的时间,为高温等离子体研究和人工核聚变装置的实用化发展奠定基础。
可控核聚变一旦实现实用化和商业化应用,那么困扰人类的能源问题不再存在,人类也可以从容的去探索星级大海,当目前来看,还需要几十年的历程,而且是图1中的那种大型装置,当然,我们都希望实现钢铁侠那样的小型动力装置,那么人人都可以化身超级英雄了。
人造太阳是指什么
所谓的“人造太阳”,其实就是一种模拟太阳原理的装置,太阳之所以能够持续性地发光发热,靠的是其内部在不断进行核聚变,众所周知,核聚变可以释放出巨大的能量,人类研制的氢弹,也是利用核聚变原理制成的,相较于原子弹,氢弹的威力直接增加了数百倍甚至上千倍,如果人类能够掌握核聚变技术,那么未来的能源问题,从此再也不用发愁了,而这种模拟太阳原理的装置,就叫做全超导托卡马克核聚变实验装置,简称EAST装置,世界上只有少数国家掌握这种技术。
人造太阳有什么用
和太阳一样,都是核聚变。聚变就是原子满足一定条件,比如高温高压,碰撞融合生成更重的原子同时释放出很多能量。
常见的是氢聚变成氦。氢的同位素有氕氘氚三种,氕原子核只有一个质子,氘氚原子核分别是一个、两个中子带个质子。太阳聚变是氕,也就是普通的氢。太阳的质量是33万个地球的质量,太阳内部的高温高压可以让普通的氢,也就是氕发生聚变。聚变释放出来极大的能量,让这么大质量的太阳保持这个形状不坍缩。
而我们目前只能让氢的同位素氘氚聚变,因为这俩聚变需要的条件比单纯的普通氢聚变要求少一些。毕竟我们没办法营造太阳上的高温高压环境。
所以人工核聚变,就是要营造高温高压的环境,让电子脱离原子核的束缚,引发原子核聚合。难点也集中在怎样创造并且保持这个高温高压环境以及怎样约束这个环境。高温环境用类似变压器的原理获得,约束有两种,惯性约束核聚变和磁约束核聚变。我国的全超导托卡马克核聚变实验装置,就是超导体线圈的磁约束核聚变。
因为要发电嘛,总不能炸开吧,所以我们可以看到新闻里中科院合肥物质科学研究院的EAST近期实现1亿摄氏度等离子体运行,这其实还是在实验营造聚变的环境。可控核聚变还有很长的路需要走。
不可控的核聚变早就有了,氢弹就是。用普通核裂变释放的能量去挤压氢同位素,然后轰的一下聚变开始就是氢弹了。