磁約束熱核聚變的磁場如何產生,磁約束核聚變的基本原理

時間 2022-04-27 12:57:34

1樓:匿名使用者

用電流產生磁場,目標是實現全超導,產生更強的電流,更強的磁場

2樓:匿名使用者

您想說的磁約束熱核聚變模型就是托卡馬克吧?

托卡馬克(tokamak)是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。它的名字 tokamak **於環形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka)。最初是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在1950年代發明的。

托卡馬克的**是乙個環形的真空室(有點像輪胎),外面纏繞著多組一定形態的線圈。真空室內充入一定氣體,在燈絲的熱電子或者微波等預電離手段的作用下,產生少量離子,然後通過感應或者微波、中性束注入等方式,激發並維持乙個強大的環形等離子體電流。這個等離子體電流與外面的線圈電流一起,產生一定的螺旋型磁場,將其中的等離子體約束住,並使其與外界盡可能地絕熱。

這樣,等離子體才能被感應、中性束、離子迴旋共振、電子迴旋共振、低雜波等方式加熱到上億度的高溫,以達到核聚變的目的。

3樓:

通過脈衝功率技術,利用瞬間強大的脈衝電流產生巨大的脈衝磁場,從而產生強大的磁約束力。

磁約束核聚變的基本原理

4樓:育龍單招網

磁約束(magnetic confinement),用磁場來約束等離子體中帶電粒子的運動。主要為可控核聚變提供理論與技術支援,其主要形式為托卡馬克裝置與仿星器裝置。

基本原理

磁約束的基本原理是帶電粒子在磁場中受的洛倫茲力。

物理原理

氘、氚等較輕的原子核聚合成較重的原子核時,會釋放大量核能,但這種聚變反應只能在極高溫下進行,任何固體材料都將熔毀。因此,需要用特殊形態的磁場把由氘、氚等原子核及自由電子組成的一定密度的高溫等離子體約束在有限體積內,使之脫離器壁並限制其熱導,這是實現受控熱核聚變的重要條件。

工作原理

兩端呈瓶頸狀的磁力線,因瓶頸處磁場較強(也稱作磁鏡)能將帶電粒子反射回來 ,從而限制粒子的縱向(沿磁力線方向)移動,使粒子在作迴旋運動的同時,不斷地來回穿梭,被約束在兩端的磁鏡之間,但是仍有一部分其軌道與磁力線的夾角小於某值的帶電粒子會逃逸出去。為了避免帶電粒子的流失,曾經把磁力線連同等離子體彎曲連線成環形;後來又改進為呈8字形的圓環形磁力線管,稱為仿星器;實驗上現最有成效的磁約束裝置是托卡馬克裝置,又稱環流器,它是環形螺線管,其中的磁力線具有螺旋形狀。

相關裝置

托卡馬克

環流器(即tokamak,音譯為托卡馬克)。它的名字**於環形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnet)、線圈(kotushka)。是目前效能最好的一種磁約束裝置。

(下面是環流器的圖)

環流器仿星器

為了避免帶電粒子的流失,科學家曾經把磁力線連同等離子體彎曲連線成環形。後來又改進為呈8字形的圓環形磁力線管,稱為仿星器。

儘管托卡馬克被認為是人類未來最具有實用價值的可控核聚變裝置,但仿星器也得到了世界不少科學家的研究興趣。仿星器最早是由 lyman spitzer發明的並且在第二年建成,它在50-60年代曾十分流行。

德國科學家認為,仿星器可能是最適合未來核聚變電廠的型別。德國正在建造的世界上最大的仿星器實驗室被命名為wendelstein x-7。

行業活動

2014年9月4-5號,中國磁約束核聚變第二次戰略研討會在西安召開。會議形成共識,要加快制定我國磁約束核聚變技術路線圖,進一步明確目標,提出具體的解決方案,深入研究支援措施和對策。[1]

2014年3月15-16日,首次磁約束核聚變能發展研究戰略研討會在北京召開。會議分析了磁約束核聚變能研究國際動態、我國磁約束核聚變能專項部署情況、研究基礎和進展,從國內兩大托卡馬克裝置能力提公升、聚變堆設計研究、等離子體物理理論與實驗、聚變材料、安全與防護、高校人才培養的效果評估與模式等方面對我國磁約束核聚變能發展戰略進行了研討。

人工可控核聚變怎樣實現?

5樓:匿名使用者

目前主要的幾種可控核聚變方式:

超聲波核聚變

雷射約束(慣性約束)核聚變

磁約束核聚變(托卡馬克)

6樓:匿名使用者

簡單的回答:根據愛因斯坦質能方程e=mc2.

原子核發生聚變時,有一部分質量轉化為能量釋放出來.

只要微量的質量就可以轉化成很大的能量.

兩個輕的原子核相碰,可以形成乙個原子核並釋放出能量,這就是聚變反應,在這種反應中所釋放的能量稱聚變能。聚變能是核能利用的又一重要途徑。

最重要的聚變反應有:

式中d是氘核(重氫)、t是氚核(超重氫)。以上兩組反應總的效果是:

即每「燒』掉6個氘核共放出43.24mev能量,相當於每個核子平均放出3.6mev。它比n+裂變反應中每個核子平均放出200/236=0.85mev高4倍。因此聚變能是比裂變能更為巨大的一種核能。

中國如果掌握可控核聚變能夠對中國現在產生什麼影響呢 10

7樓:匿名使用者

第一次工業革命蒸汽機英國掌握了之後才有建立日不落帝國的資本,第二次工業革命電力德國普及最好,結果以當時綜合國力第三的國家打當時世界第一和第二的英法還差點打贏了。美國掌握了第三次工業革命網際網路才能在科研等一系列領域有持續保持世界第一的資本。如果中國掌握可控核聚變中國在100年內統治全太陽系都有可能。

人類或者說文明的本源就是能有效的操控能量的多少。核動力比柴油機和汽油機強多少自己算吧!

磁約束核聚變的環流器等離子體的加熱

8樓:杞爾昳

如何把磁約束的等離子體加熱到1億度(即10千電子伏)左右或更高的溫度。就實驗上領先的環流器途徑而言,30年來先後開展的加熱方法主要有如下三類。

歐姆加熱

利用環流器等離子體中流通的,用於產生磁場旋轉變換的環形電流ip,對等離子體本身進行歐姆加熱,這樣的加熱遵從理論上推廣了的歐姆定律。隨著溫度的公升高,環形等離子體的電阻迅速降低(這一點和金屬導體的行為相反),加熱效率下降。需要採取特殊措施,才有可能達到建造聚變堆所需的溫度。

目前,大量的實驗研究仍在繼續進行。

中性粒子束注入

將強流離子束,經過氣體交換室進行電荷交換變成中性粒子束,然後注入磁約束裝置。在環流器上一般用於在歐姆加熱基礎上的二級加熱。是迄今為止取得溫度最高的加熱方法。

所用的中性束,粒子能量為100千電子伏左右,功率為10~30兆瓦。

射頻波加熱

利用等離子體外輸入的,適當頻率的各種電磁波,通過等離子體內電子迴旋共振(頻率約60~120吉赫)、離子迴旋共振(頻率約30~120兆赫)、或混合共振(頻率2吉赫等)的機制,進行吸收加熱。目前主要是原理性實驗。準備中的大型實驗,射頻功率為3~30兆瓦;小型實驗使用的功率可相應地減少。

將來採用的方法,有可能是幾種加熱方法有程式的、時間空間上的優化結合。在這類結合過程的研究中將會出現許多新的物理問題。