宇宙能源的来源及未来之路

 太阳,给地球带来了光和热,使地球生物得以繁衍生息.太阳为何可以日复一日、源源不断地释放出如此巨大的能量？这一问题曾长期困惑着科学家们--根据能量守恒定律,在太阳内部一定存在一个能量源,其产生的能量总量等于太阳外表辐射的能量总量.直到20世纪早期,物理学家提出了"核聚变"这一概念,太阳发光发热、维持能量输出的原理才为人们所知晓.聚变,不仅是太阳的能量来源,也是整个宇宙运转的能量来源.《宇宙能源--聚变》一书便对此作出了完美诠释.     

媒体纵览

正看引擎美国可控核聚变实验取得里程碑意义的突破美国利弗莫尔国家实验室的国家点火装置(National lgnition Facility)利用192束高能激光聚焦到氢燃料球上,创造高温高压以点燃核聚变反应。据报道,在9月末进行的一次聚变实验中,聚变反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量——在全世界聚变装置中首次取得了里程碑突破。半个世纪以来,可控核聚变研究经历了无数次的挫折,最新的突破将能进一步推动聚变能量的研究。(来源:看引擎2013年10月8日)     

聚变能源中氚安全研究进展及展望

氚安全是聚变堆安全的核心内容,对聚变堆从研究走向实现聚变能源有着至关重要的影响,是建设聚变堆前必须回答的问题.本文针对聚变堆中大规模氚应用场景,从氚分布、包容、处理、人类及环境安全等方面综述了当前的研究进展,结合我国磁约束聚变能源发展路线图,提出针对聚变能发展的氚安全发展路线设想,并给出氚安全需重点突破的关键科学问题、技术问题及工程问题建议.     

中国聚变工程试验堆装置在电流猝灭过程中逃逸电流产生和抑制的数值模拟

中国聚变工程试验堆等离子体电流高达14 MA,等离子体破裂将产生大量逃逸电子,形成巨大的逃逸电流,如不抑制将对装置造成极大的损伤。本文利用托卡马克等离子体破裂的零维模型,数值计算了中国聚变工程试验堆在电流猝灭阶段Dreicer机制产生逃逸种子的雪崩倍增,获得了逃逸电流和逃逸动能随时间的演化关系,并与解析结果进行了对比。研究了影响电子雪崩过程逃逸电流的关键物理因素,发现破裂后等离子体电子温度、密度和有效电荷对逃逸种子电流的产生和逃逸电流的抑制有巨大影响。通过增加电子密度,从而增强碰撞耗散,可以有效抑制破裂后逃逸电流,这对选择合适的方法抑制破裂后的逃逸电子具有积极的意义。     

2015英国皇家学会夏季科学展概览(II)

 核聚变指原子核的结合, 通常是质量较小的2 个原子以非常高的速度碰撞, 形成一个新的、更大的核, 释放出巨大的能量。聚变是一种诱人的无碳能源, 而它的实现看似要等到几十年以后。托卡马克能源(Tokamak Energy)的展品展示了他们如何以创新、高效、紧凑的机器来加快聚变能源的发展。     

托卡马克中的杂质诊断

一、引言寻找新的能源是目前重要的科研课题之一.由于煤、石油等天然燃料已少得只够人类用几十年——一百年,因此,世界各国对各种可利用的能源进行了广泛的开发和研究,受控聚变能源就是其中之一.由于受控聚变原料是海水中的氘,对人类来说,可算是取之不尽、用之不竭的能源了.加之它是比较干净的能源,从原理上来说又是可行的,因此,它以巨大的吸引力吸引了广大科学工作者.     

《流浪地球2》“硬科技”能实现吗？

<正>喷出冲天蓝光的行星发动机、洞悉一切的量子计算机、高耸入云的太空电梯……春节期间，中国原创科幻电影《流浪地球2》热映，片中层出不穷的“硬科技”元素让观众大呼过瘾。从科幻回归科学，想象中的它们能实现吗？行星发动机造得出来吗？影片中，人类计划给地球安装上万座巨大的行星发动机，推动地球开启“流浪之旅”，这些发动机依靠重核聚变产生的巨大能量。核聚变反应是将两个原子核重新结合，生成一个较重的原子核的过程，其间能够产生巨大的能量，利用这一能量推动地球，原理上是说得通的。     

月球氦-3与未来的新能源

一、一种更安全、更高效率的聚变能源当前 ,世界范围内聚变研究主要集中在氘—氚反应 ,因为它比较容易点火 ,然而这种反应释放能量的８０%是由中子携带 ,因而将导致反应堆的结构部件严重损伤 ,同时诱发结构材料产生大量放射性 ,给环境安全、维修、更换部件带来一定困难。于是 ,人们开始探索所谓先进燃料聚变 ,研究得比较多的是Ｄ ３Ｈｅ反应。它基本上不产生中子 ,仅仅由于Ｄ Ｄ副反应产生大约１%～５%（与燃料混合比有关）的中子功率 ,可以大大减轻材料的辐射损伤和降低感生放射性的水平 ,不会产生高放射性水平的核废料。由于中子壁负载降…     

磁惯性约束聚变:通向聚变能源的新途径

磁约束聚变和惯性约束聚变是两种传统的聚变方式,磁约束聚变的能量增益已经达到得失相当,惯性约束聚变近年来也取得了突破性进展.但传统聚变方式的等离子体参数处于两个极端,相差11个量级,且它们的设施庞大,成本高昂,研发周期很长.磁惯性约束聚变兼具两种传统聚变方案的特点,其等离子体参数介于它们之间,同时由于其成本低廉,设施小型化,研发周期相对较短等优势,因此具有潜在的商业价值,近年来成为国际上比较活跃的研究领域.本文将详细介绍磁惯性约束聚变的特点以及该领域的最新进展.     

磁约束核聚变国际发展态势分析

核聚变能被视为人类可持续发展最理想的未来能源,受控核聚变研究的最终目标是实现聚变能的商业化应用。主要发达国家纷纷制定了聚变能研究战略,探索和发展能直接用于商用聚变堆的各种新技术和新概念,以加快这一进程。经过半个多世纪的不懈努力,世界各国已在磁约束核聚变理论方法、关键技术和实验装置上取得了突破性进展。该文主要从国际相关战略规划、ITER计划现状、理论与实验工艺上的研究进展及关键前沿技术等几个方面对磁约束核聚变国际发展态势进行分析,从文献计量角度揭示出核聚变领域的主要国家、机构和科研人员特征,并提出了中国核聚变未来发展的对策建议。     

CFETR物理与工程研究进展

磁约束聚变是利用磁场将氘和氚燃料以等离子体的形式约束并发生聚变反应,被认为有希望彻底解决人类的能源问题.中国聚变工程试验堆(CFETR)是中国磁约束聚变发展路线图规划的下一个托卡马克聚变装置,其运行将分为两个阶段:第一阶段实现200 MW聚变功率、氚自持的稳态运行;第二阶段实现1000 MW聚变功率并示范聚变电能输出. CFETR将着力解决ITER与DEMO之间存在的物理与工程技术难题,包括实现氘氚聚变稳态运行、公斤级氚的增殖与循环自持、能长时间承受高热负荷与强中子辐照的材料技术等,为我国2050年前后独立自主建设聚变电站奠定坚实的基础.     

ITER——即将升空的“人造太阳”

目前,全球面临环境污染、气候变暖、能源紧缺等危机,导致各国纷纷加入寻找新的可持续发展能源的行列。作为地球上众多能量的来源,太阳本身就是一个巨大的核聚变反应堆,其内部有大量氘和氚,在高温高压的环境下,氘和氚不停撞击而进行聚变作     

用龙卷风发电

龙卷风和地震、火山一样,是一种破坏力巨大的自然灾害。专家估计,如果用龙卷风在1分钟内产生的能量来发电,足够美国用50年。目前,人类虽然还不能     

受控热核反应

最近,一台小型的准稳态环形强磁场受控热核反应实验装置,在中国科学院物理研究所研制成功,并且已经调试运转,做了八百多次实验。这是我国年轻的科学工作者在党的领导下,坚决走毛主席指引的独立自主,自力更生的道路,艰苦奋斗的丰硕成果。什么是受控热核反应? 热核反应就是在极高温度下轻原子核(如锂、氚、氘等)发生的聚变过程。当温度足够高时,这种聚变能够自动持续进行并放出巨大的能量。例如太阳具有很高     

能源开发的新思路

矿物燃料是人类在现阶段的主要能源,由于储量有限,人们一直在寻找可以替代矿物燃料的新能源.在开发核能、太阳能、海洋能新能源的过程中,科学家和企业家们提出开发新能源的一些新思路.在这些新思路的指导下,科学家们正在积极研究开发反物质能、电子能级能、太阳能卫星、热聚变和冷聚变及海底甲烷.     

中国ITER计划采购包进展

国际热核聚变实验堆(ITER)计划,是我国以平等、全权伙伴身份参加的迄今为止规模最大的国际科技合作项目.它的实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用资源丰富且无污染的聚变能,并从根本上解决未来能源问题.本文简要介绍了中国参与ITER计划的主要背景和总体情况,并概述了中国ITER采购包的执行成果,展示了中国的聚变实力,并为中国聚变工程实验堆(CFETR)奠定了丰富的科学与技术基础.     

交变高压下的聚变反应

实验发现，氢灯在15KV高压下，出现了氘的聚变。通过理论计算，氢灯内确实满足核聚变的条件。这为热核反应能量的利用提供了一条新的途径。     

交变高压下的聚变反应

实验发现，氢灯在１５ＫＶ高压下，出现了氘的聚变。通过理论计算，氢灯内确实满足核聚变的条件。这为热核反应能量的利用提供了一条亲的途径。     

伪科学掩盖不了霸权主义政治──评苏美两霸关于能源的种种谬论

用科学技术掩盖政治,是一切反动派的惯用伎俩。近来,苏美两霸在能源问题上制造的种种谬论,就是这种手法。 能源,是人们在生产斗争和阶级斗争中利用的各种自然力的来源。如自然界的燃料(煤、石油、天然气、木柴等)通过燃烧,可以供给人类大量热能,经过能量的转换,热能又可以变成机械能和电能,供给生产以巨大动力。风力、水力、太阳能、地热以及最近几十年才发现和开始应用的原子核能等等,都是人类可以利用的能量资源。人类对自然能源的利用愈扩大,就愈增强了征服自然、改造社会的物质力量。由于能源和人类社会的这种密切关系,因此苏美两霸竭力…     

被动反馈线圈电气参数的计算

文章给出了聚变装置中被动反馈线圈电气参数的求解方法。由于电气参数与线圈中感应电流的分布和变化情况有关,可以通过分析感应电流的特性确定电气参数。等效时间常数可以从感应电流自然衰减特性得到,电阻和电感则通过计算被动反馈线圈中涡流损耗和磁场能量中求得。