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有望获得无穷能源
模拟太阳发热原理 中国建造首个人造太阳
环球时报特约记者 潘锋
  2006年02月13日08:26 【字号 】【留言】【论坛】【打印】【关闭
  我国EAST全超导托卡马克实验装置

  以探索无限而清洁的核聚变能源为目标的EAST超导托卡马克实验装置大部件已安装完毕,将于今年三四月建成。届时世界上第一个模拟太阳产生能量全超导核聚变“人造太阳”装置将在我国诞生。

  太阳燃烧的秘密

  中国科学院等离子体物理研究所研究员、国家“九五”大科学工程EAST(实验型先进超导托卡马克)建设项目总负责人万元熙介绍说,太阳为什么会永远发光,永远能量不减,这是因为在高压高温条件下,太阳从里面到表面都在发生聚变反应。正是因为这些聚变反应释放出大量能量,使太阳上亿年源源不断发出光和热。但是太阳上的聚变反应是不可控的。

  利用受控核聚变的能量发电具有许多优点,如核聚变释放出的能量大;可利用的海水资源蕴藏更丰富;由于核聚变反应主要借助氢同位素,因此不会产生长期和高水平的核辐射,不产生核废料,也不产生温室气体。万元熙说,从1升海水中提取的氢的同位素,实现完全的聚变反应,放出来的能量等同于燃烧300公升汽油所获得的能量。

  托卡马克解难题

  怎样才能模仿太阳的聚变反应呢?20世纪50年代初期,原苏联科学家托卡马克提出了“磁线圈圆环室”设想,它是一种形如面包圈的环流器,依靠等离子体电流和环形线圈产生的强磁场,将极高温等离子状态的聚变物质约束在环形容器里,以此来实现聚变反应。托卡马克的问世,加快了人类核聚变研究的进程。从20世纪70年代末开始,美、欧、日、苏相继建造出了四个大型托卡马克装置。目前,全世界有30多个国家及地区开展了核聚变研究,运行的托卡马克装置至少有几十个。1991年,设在英国的欧洲联合托卡马克装置进行了受控热核聚变实验,人类首次在实验中得到兆瓦级受控热核聚变功率。

  从1990年开始,中科院等离子体所建成中国第一台超导托卡马克装置HT—7。从2000年开始,专家们在HT—7的基础上,开始建造EAST。这个装置从内到外一共由五层部件构成,最内层的环行磁容器像一个巨大的游泳圈,进入实验状态后,“游泳圈”内部将达到上亿度高温,这也正是仿真太阳聚变反应的最关键部位。EAST是一台全超导托卡马克装置,受到国际同行的瞩目。国际专家认为,EAST可能将成为世界上第一个可实现稳态运行、具有全超导磁体和主动冷却第一壁结构的托卡马克。

  有望满足100亿年的用电需求

  随着核聚变研究的深入,世界各国科学家逐渐达成了一个共识,即如果制造一个装置实现受控热核(聚变)反应堆,可以得到无穷尽的清洁能源。2005年6月,中国、俄罗斯、欧盟、日本、美国和韩国终于就国际热核反应堆计划(ITER)计划的选址问题达成一致,选定法国卡达拉舍镇为场址。据估计,以海水中的氘为主要原料的核聚变反应堆一旦投入商业运用将产生巨大电能。这意味着单靠海水为原料进行核聚变反应,就能满足人类100亿年的用电需求。ITER的托克马克是一个高约10层楼、最大直径超过12米、最小直径也达4米、体积达到837立方米的环形容器,并由超导电磁线圈环绕。▲

来源:人民网-《环球时报》 (责任编辑:田兴春)
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