人类真的能造出太阳吗,制造人造太阳有何目的呢?

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人类真的能造出太阳吗,制造人造太阳有何目的呢?,第1张

人类真的能造出太阳吗,制造人造太阳有何目的呢?
导读:说到“人造太阳”,我们都知道是可控核聚变技术装置,但是不清楚的朋友可能仍然会认为是人类造出了一个“小太阳”,实际上它是利用的可控核聚变技术制造出来的一团高温等离子体,通常并非球形,而是呈环状,其目的是为了发电用。据央视等媒体4月3日报道,我

说到“人造太阳”,我们都知道是可控核聚变技术装置,但是不清楚的朋友可能仍然会认为是人类造出了一个“小太阳”,实际上它是利用的可控核聚变技术制造出来的一团高温等离子体,通常并非球形,而是呈环状,其目的是为了发电用。

据央视等媒体4月3日报道,我国自主设计的核聚变实验装置“东方超环”最新实验取得重大突破,实现了在1亿度高温之下运行10秒钟的目标。

目前的可控核聚变实验装备一般被叫做全超导托卡马克核聚变试验装置,又被叫做EAST,“东方超环”是中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研制的磁约束核聚变实验装置,它也是全世界第1个全超导托克马克装置,是我国第四代可控核聚变实验装置。

该装置实验硕果累累,2017n在全世界首次实现了5000万度等离子体持续放电1012秒的高约束运行,2018n底,又首次实现了1亿度等离子体放电,实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦。最新的这次试验达到了1亿摄氏度保持10秒,毫无疑问这是一个让世界瞩目的实验成就。

1亿摄氏度的高温有多么的惊人?比较一下感触更深,超过50摄氏度的气温会让我们热得喘不过气来,一个大气压下,水被加热到100摄氏度就会沸腾,熔点最高的金属钨在3410摄氏度时就会融化,已知熔点最高的物质五碳化四钽铪熔点为4215摄氏度,太阳的表面温度大约为5600摄氏度℃,太阳的内部温度大约为1500万摄氏度,可见东方超环创造出的1亿摄氏度的高温要比太阳内部的温度还要高6~7倍,比太阳表面的温度则高了18,000倍左右。

所以“东方超环”这样的托卡马克装置所创造的温度其实比太阳的温度还要高,因此也难怪会被称为“人造太阳”了。

1、材料齐了之后,我们用萤石搭建一个4x5的天堂门,然后拿着水桶右击天堂门内部,就可以激活天堂之门。要注意中间一定要留出空间来,不然水就没有地方装了。

2、天堂传送门的制作材料非常简单:(1)萤石(2)水桶(3)水。

3、材料怎么获得:萤石可以在地狱中获得,铁桶就更简单那了,三个铁锭就可以合成,不过铁桶要到水边装上一桶水。

“人造太阳”,就是模仿太阳上时刻都在发生的核聚变。核聚变就是两个原子核相聚、碰撞,结合成一个新的原子核的过程。氢的两个同位素——氘和氚的原子核聚合在一起,生成一个氦原子核,同时释放出一个中子,伴随着大量伽马射线和中微子等物质,这意味着质量的亏损。根据爱因斯坦那个著名的质能方程式E=mc2,质量的亏损意味着能量的释放——两个氢同位素的聚变大约能够释放176兆电子伏特的能量。

  从上世纪50年代中后期到70年代末,各国对核聚变多途径的研究完成了“原理性探索”,到70年代末,苏联专家制造的托卡马克装置成为磁约束聚变的主流,国际核聚变研究开始集中到托卡马克装置的研发和实验。美国、欧洲、日本都相继建立了自己的装置进行实验,我国也由中科院物理所研制出首台装置CT-6。然而,托卡马克建堆需要三个要素:“高温度、高密度和足够的能量约束时间。”直到上世纪90年代,这些条件才逐渐接近或达到这三个要素,核聚变发电的可行性才得到证实

  1938年,德国科学家贝特、魏茨泽克独立地推测太阳能源可能来自它的内部氢核聚变成氦核的热核反应,这甚至早于核裂变模型的提出。然而,与能够在室温下进行的裂变不同,聚变发生需要巨大能量。这是因为当两个带正电的氢原子核靠近的时候,根据“同性相斥”的原理,相互间的斥力将阻碍聚变的发生。

  要克服这种阻碍,只有两种途径:强大的引力,或上亿度的高温。太阳的质量是1989亿亿亿吨,约为地球质量的33万倍。在它的强大引力场的作用下,太阳的中心温度达到15亿摄氏度,即使表面温度只有6000摄氏度左右,也能够支持核聚变的持续发生。然而,地球上并不具有这样强大的引力场。因此,要想在地球上实现核聚变,只能依靠上亿度的高温。

  不过,这又带来了新麻烦:如此高温下,核聚变燃料就成为等离子体。所谓等离子体,是在固体、液体和气体上的物质形态。在等离子体状态下,物质微粒的运行更难以捉摸。而实现可控制的核聚变,就必须约束这些“乱跑”的等离子体。那么,怎样在高温下约束等离子体的运行?

  20世纪40年代末,苏联科学家提出了“磁约束”概念,即通过强大的磁场形成一个封闭的环绕型磁力线,让等离子体沿磁力线运行。磁体通电后会产生巨大磁场,将等离子体揽在怀中做高速螺旋运动,就好像链球运动员一样,虽然球在围着身体高速旋转,控制球的绳子却一直抓在手里。根据这一原理,苏联科学家于1954年制造了第一个“环形磁约束容器”装置——托卡马克(Tokamak)。

  新的问题又出现了:要约束这些能量巨大的等离子体,就必须要强大的磁场;而强大的磁场需要强大的电流。根据电学方程,电流遇到电阻会产生热量。事实上,以往的核聚变实验装置,大多是因为这一过程产生大量热量而只能脉冲运行,并且耗电巨大。怎样避免这一缺陷?

  1912年,荷兰物理学家开默林-昂内斯在偶然间发现,他的水银样品在低温425K左右(零下269摄氏度左右)时电阻消失,接着,他又发现铅、锡等金属也有这样的现象。他将这种现象称为超导电性。这一发现,开辟了一个崭新的物理领域。在解决人工可控核聚变装置的散热问题时,科学家们想到了超导。

  在超导的应用技术中,中国科学家走在了各国同行的前列。在ITER项目中,超导技术是中国的强项,也是主要贡献之一。在超导技术应用下的磁约束装置,能使“人造太阳”给我们带来持续的温暖。

在《我的世界》中,可以使用阳光传感器来制作路灯。下面是制作路灯的方法和技巧:

1 收集材料:你需要收集以下材料:阳光传感器、红石灯、红石粉、红石火把、石砖或者其他建筑材料。

2 选择合适的位置:找到一个适合放置路灯的位置,可以是道路旁边或者是你想要照亮的地方。

3 放置阳光传感器:将阳光传感器放置在你选择的位置上。阳光传感器可以感应到阳光的强度,当阳光强度低于一定数值时,传感器会输出红石信号。

4 连接红石线路:使用红石粉或者红石火把将阳光传感器与红石灯连接起来。红石灯是一种可以通过红石信号控制亮灭的灯具。

5 调整传感器灵敏度:根据需要,可以调整阳光传感器的灵敏度。右键点击阳光传感器,可以看到一个红石粉的图标,点击图标可以调整传感器的灵敏度。调整灵敏度可以使路灯在不同的光照条件下亮灭。

6 美化路灯:使用石砖或者其他建筑材料围绕红石灯进行美化,使路灯看起来更加漂亮。

7 测试路灯:完成以上步骤后,可以测试路灯是否正常工作。当阳光传感器感应到阳光强度低于设定数值时,红石灯应该亮起。

制作路灯的技巧:

1 调整灵敏度:根据需要,可以调整阳光传感器的灵敏度。如果你希望路灯在天黑之前就亮起,可以将灵敏度调低。如果你希望路灯只在天完全黑了才亮起,可以将灵敏度调高。

2 美化路灯:使用不同的建筑材料和设计方法,可以使路灯看起来更加漂亮。可以尝试使用不同的方块进行装饰,或者在路灯周围建造花坛或者树木。

3 调整路灯的亮度:红石灯的亮度可以通过调整红石信号的强度来控制。可以使用红石中继器或者红石比较器来调整红石信号的强度,从而改变路灯的亮度。

总结:使用阳光传感器制作路灯可以根据光照条件自动控制灯光的亮灭,方便实用。通过调整灵敏度和美化路灯,可以使路灯更加适应不同的环境和建筑风格。希望以上方法和技巧对你有所帮助!

所谓“人造太阳”,即先进超导托卡马克实验装置,也即国际热核聚变实验堆计划(ITER)建设工程,是当今世界迄今为止最大的热核聚变实验项目,旨在在地球上模拟太阳的核聚变,利用热核聚变为人类提供源源不断的清洁能源。核聚变能以氘氚为燃料,具有安全、洁净、资源无限3大优点,是最终解决我国乃至全人类能源问题的战略新能源。原理 受控热核聚变的条件是必须加热燃料到亿万度的高温,把燃料约束到一个局部的小空间中。什么物质的器皿能够盛装上亿度的高温燃料?这成为当前最主要的难题。耐火砖、不锈钢都不可行,必须采用特殊方式来约束聚变燃料。如果没有物质的器皿盛装上亿度高温的等离子体聚变燃料,可否用磁场构造一个磁的容器来盛装?这就产生了托卡马克这类磁约束聚变装置。使用这个装置,其外面大量的大线圈和磁体会产生一个环形的磁容器,在这个磁容器里面约束、加热聚变的燃料,让它发生聚变反应。过去的60年,近100个大大小小的托克马克一点点地贡献了不同特点的技术,才使得我们敢于去建造越来越大的托克马克聚变装置。 如何克服巨大的静电斥力将原子核聚到一起,还要将它们的密度维持在一定水平以防不安全的能量爆发(如氢弹就是不可控的核聚变)。前苏联科学家在20世纪50年代初率先提出磁约束的概念,并在1954年建成了第一个磁约束装置—形如中空面包圈的环形容器“托克马克(Tokamak)”,又称环流器。一般情况下,在超过10万摄氏度的磁场中,原子中的电子就脱离了原子核的束缚,形成等离子体。带电粒子会沿磁力线做螺旋式运动,所以等离子体就这样被约束在这种环形的磁场中,也叫磁笼。亿万年来,地球上的万物靠着太阳源源不断的能量维持自身的发展。在太阳的中心,温度高达1500万摄氏度,气压达到3000多亿个大气压。在这样的高温高压条件下,氢原子核聚变成氦原子核,并放出大量能量。几十亿年来,太阳犹如一个巨大的核聚变反应装置,无休止地向外辐射着能量。 核聚变能是两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时释放的能量,产生聚变的主要燃料之一是氢的同位素氘。氘广泛分布在水中,每升水约含30毫克氘,通过聚变反应产生的能量相当于300升汽油的热能。采集氘并使之与相关物质聚变产生能量,就是“人造太阳”的原理。根据科学家的分析,如果我们未来能建成一座1000兆瓦的核聚变电站,每年只需从海水中提取304公斤的氘就可产生1000兆瓦的电量。照此计算,地球上仅在海水中就含有45万亿吨氘,足够人类使用上百亿年,比太阳的寿命还要长。 未来的稳态运行的热核聚堆用于商业运行后,所产生的能量够人类用数亿年乃至数十亿年。从长远来看,核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源,人类将从“石油文明”走向“核能文明”。

参考资料:

http://stardatascom/a/shenghuoxueyuan/shenghuoqiaomen/2010/0619/5663html

终极能源是什么,终极能源是取之不尽,用之不竭的能源,人类只需要花费很少的原料投入,就能得到巨大的能源产出。这对解决世界能源问题有非常重要的意义,象征着人类可以从能源上突破自然的限制,顶尖的科学家们在这条路上前仆后继。

世界上最大的人造太阳

ITER,国际热核聚变实验堆,也就是我们现在简称的人造太阳,是世界上目标最为宏大的科学能源项目,主要目的是为了人类制造完美的能源。完成这么一个科学项目是一个非常复杂的工程,需要全世界最聪明的科学家来参与。

ITER的研究活动对于未来推进聚变科学和聚变电厂的建设发挥着至关重要的作用,它确保了基于聚变的电力生产所需要的技术、材料和设备的功能的先进性和可用性。它将是世界上第一个持续产生净能量的聚变设备。

托卡马克是什么

核聚变实验中最为重要的就是托卡马克,一个磁聚变装置,通过利用磁约束来将热等离子集中在核心。ITER的托卡马克是在35个国家的共同努力下建成的,位于法国的南部。

托卡马克产生的核聚变的能量是直接从其核反应堆的核心产生的。容器越大,能够产生的等离子的体积也就会越大,因此聚变能产生的潜力也越大。

人造太阳的建设

这个想法最早是是1985年提出的,成千上万个科学家和工程师为此前仆后继,做出了非常巨大的贡献。ITER主要有7个成员,分别是中国、欧盟、印度、日本、俄罗斯和美国,至今已经合作了35年了,成员国们将一起建造能够实现聚变反应堆所需的实验装备。

人造太阳的原理

“人造太阳”具体要如何实现呢?科学家根据太阳的动能原理想到了一个办法,就是把一团上亿摄氏度的等离子体火球,用磁场将其悬浮起来,与周围的容器保持距离,从而对其进行加热, 控制,看起来就像是一个“太阳”。

ITER的托卡马克能产生的等离子量是当今世界上最大的生产机器的10倍,我们一起来看看它到底能够实现什么?要让核聚变能够被人类所利用,首先需要将氘、氚的等离子体瞬间加热到1亿摄氏度,并需要至少持续1000秒,才能形成持续反应。

第一,它能够产生500兆瓦的聚变功率。核聚变世界记录的保持者是欧洲托卡马克JET,1997年,JET从24兆瓦的总输入加热功率中产生了16兆瓦的聚变功率(Q = 067),然而人造太阳将旨在产生10倍的能源回报,也就是说输入50兆瓦的总输入加热功率将产出500兆瓦的聚变功率(Q = 10),因此它是历史上第一个能产生净能量的机器。

第二,它是一个聚变电站的试点,为未来的发电站提供可靠的技术支持。

第三,通过内部加热来提高“热等离子”的门槛。聚变所产生的能量能够有效地被限制在热等离子中一段时间,科学家认为人造太阳不仅能够增加获得的聚变能,还能延长热量在热等离子中的时间。

那么核聚变究竟是什么?具体是如何实现的呢?

聚变是太阳和其它恒星的能量来源,这些星体的核心含有巨大的热量和重力,氢核相撞,融合成更重的氦原子,并在此过程中释放出大量能量。

在实验室中要实现聚变要满足三个重要的条件,温度,等离子密度和时间。温度要达到大约150,000,000°C,而且空间中等离子的密度要很强,其产生碰撞的几率才比较大,以及足够让粒子膨胀的时间。