核聚變一定只能使用強磁場做容器嗎?
ITER打算使用託卡馬克裝置作為未來核聚變裝置的模型,對此我很好奇,對於劇烈運動的等離子體只能用強磁場力對其封鎖束縛嗎?
不是。
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受控熱核聚變能的實現方式主要有兩種——激光慣性約束核聚變和磁約束核聚變。
前者利用超高強度的激光在極短的時間內輻照氘氚靶來實現聚變;後者則利用強磁場將氘氚氣體約束在一個特殊的磁容器中並加熱至數億攝氏度高溫來實現聚變反應[1].
其中,託卡馬克(Tokamak)裝置是實現磁約束核聚變反應的一個非常有前途的方法,而超導託卡馬克使磁約束位形能連續穩態運行,是公認的探索和解決未來聚變反應堆工程及物理問題的最有效的途徑[2-3].
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ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor-ITER)
ITER - the way to new energy
ITER 是一個旨在探索和平開發核聚變能的國際熱核聚變實驗反應堆計劃,是全超導託卡馬克。
對於慣性約束,比較典型的裝置是美國國家點火裝置NIF,在最近的實驗中裝置釋出能量超過燃料吸收能量。
Herrmann M. Plasma physics: A promising advance in nuclear fusion[J]. Nature, 2014.
http://www.nature.com/nature/journal/v506/n7488/full/nature13057.html
By 混跡於核聚變領域的電氣工程小混混-.-
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參考文獻:
[1]Hagler M O, Kristiansen M. Introduction to controlled thermonuclear fusion[J]. 1977.
[2] 李建剛, 趙君煜, 彭子龍. 全超導託卡馬剋核聚變實驗裝置[J]. 中國科學院院刊, 2008, 23(5): 474-477.
[3] 丁逸驍, 朱銀鋒. 超導託卡馬克工程研究概況[J]. 低溫與超導, 2011, 39(8): 36-41.
核聚變當然不一定。但可控核聚變,目前為止還是需要磁場約束的。
聚變約束分為慣性約束和磁約束,磁約束的容器有很多種,其中較為典型的是託卡馬克和仿星器,ITER就是一臺典型的託卡馬克,但是託卡馬克是不是最好的磁約束容器,仍然存在爭論
美國國家點火裝置(NIF)項目採用的是慣性約束聚變(ICF),即在高能激光熱量和壓力條件下的聚變國家點火設施
你可以想像一下扔什麼東西到太陽去,不會被融化,如果你找到這種材料就可以考慮不用磁場來做容器了.
核聚變等離子體是高溫等離子體,其溫度能夠高達10^8K,這麼高的溫度是沒有什麼實物容器可以承受的,人類已知熔點最高的金屬是鎢,但是熔點也只有3000多度,碰上高溫等離子體直接氣化了。如何有效的約束等離子體避免等離子體接觸到容器壁是ITER項目中很重要的課題,也是非常難的一個課題。
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