中国人造太阳1亿摄氏度燃烧一百秒,这有什么意义?
其中一个重大的意义在于将把人类核聚变能源研究推向一个新高度。中国人造太阳1亿摄氏度燃烧一百秒据悉,中国科学院合肥材料科学研究所成功研制了人造太阳,并且持续燃烧了100秒。被誉为“人造太阳”的全超导托卡马克核聚变实验装置将在近期完成新一轮升级改造,挑战1亿摄氏度堆芯电子温度和100秒长脉冲等离子体的新科研目标,力争将可控核聚变的能源研究推向新的高度。“万物生长在太阳上,EAST有类似太阳的运行机制,所以被称为‘人造太阳’。”为未来可持续性发展奠定基础煤炭、石油和天然气在未来有枯竭的危险,而且仍然存在一些环境污染。“人造太阳”核聚变反应所需的原料在地球上几乎取之不尽,产品无害,被认为是理想的“终极能源”。中国科学院合肥材料科学研究所副所长、等离子体物理研究所所长宋运涛表示,EAST是中国重大科学项目,旨在为人类发展核聚变能源提供工程和物理实验基础。自成立以来,已进行了9.6万多次实验,实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行和电子温度1亿摄氏度20秒等离子体运行等重大国际突破。弘扬艰苦奋斗的精神从去年7月开始,EAST开始了新一轮的升级改造,在尖端材料、关键元器件、主要子系统等方面实施了一系列重大升级。“设备升级技术难度高,工作量大!”据相关科技人员介绍说:“人造太阳非常复杂。需要使亿万摄氏度的高温与1米内零下269摄氏度的低温共存。几万个零部件有点尴尬,以后实验可能会失败。”对于此次中国人造太阳1亿摄氏度燃烧一百秒,您有什么看法,欢迎在评论区留言!
国内人造太阳再创新高,1亿摄氏度要燃烧100秒,人造太阳有何作用?
国内人造太阳的温度再创新高,达到了一亿摄氏度并且燃烧100秒。很多网友不清楚人造太阳是来干嘛的?首先我们要知道人造太阳最核心的目的是解决未来人类能源问题。因为他之所以叫人造太阳,主要是它是进行一个核聚变的反应堆。也就是说它的原理跟太阳的原理是一样的,基本是依靠氢原子的核裂变产生能量。所以人们称之为人造太阳。在未来人类的化石能源肯定会消耗殆尽,并且人类很可能会为仅剩的一点石油而发动战争,毕竟拥有了石油就能够拥有工业实力。所以人造太阳的核心目的是帮助人类解决未来的能源问题,因为人造太阳是以氢元素作为核聚变的主要材料。并且清远处在发生核聚变之后不会产生有害物质,这相比于现在的核裂变来说要环保的多。因为我们知道核裂变,需要一些重元素的参与,并且在裂变之后的核反应堆依旧有放射性,这不论是对地球还是对人类本身都有着严重的危害。核聚变技术是现在全球拥有核国家的共同发展方向,包括美国,英国,法国,等发达国家在内的多个国家都在研发人造太阳,由此可见,人造太阳的发展前景。因为一旦掌握了可控核聚变技术,那么在未来,人类就不需要为能源问题所担忧。中东的石油也会变得不那么重要,国与国之间就不太会因为能源问题而发生战争。并且在未来如果拥有了可控核聚变技术,很可能能够发展出更高级的航天飞船,使人类能够大量的向外星球移民提供技术支持。这对人类的发展无疑是一种革命性的跨越。所以人造太阳的意义重大,国务院也在十年前批准了人造太阳计划。
钢铁侠那种小型核聚变装置,人类何时才能制造出来?
能量是我们人类的生存与发展的基础,看上去人类的能量来源似乎多种多样,比如说煤、石油、天然气、水力、风力、太阳能、核电等等,但归根结底,除了核电之外,人类所需的所有能量其实都来自太阳,包括我们人类从食物中获取的能量也是如此。平均每一秒,地球从太阳接收到的辐射能量就有大约1.73 x 10^17瓦,太阳一年传递给地球的能量之和,就相当于人类迄今为止已探明的化石燃料、铀矿等不可再生资源所产生的总能量的大约两倍,而实际上,地球只接收得到太阳总能量的20亿分之1左右。太阳如此强大的能量,其实是来自于其核心的核聚变反应,正因为如此,可控核聚变也成为了人类梦寐以求的终极能源。虽然人类目前对这方面的研究还处于初级阶段,但在一些科幻作品早已出现了成熟的可控核聚变装置,其中最具代表性的应该就是钢铁侠了。众所周知,钢铁侠拥有一个小型核聚变装置,目测直径不超过10厘米,根据相关介绍,该装置每秒钟能输出高达30亿焦耳的能量,从而为钢铁侠的神通广大打下了坚实的基础。钢铁侠那种小型核聚变装置,人类何时才能制造出来呢?人类何时才能制造出钢铁侠那种小型核聚变装置?对此我们似乎可以认为,在人类目前研究的可控核聚变装置技术成熟之后,再将其小型化,就可以制造出钢铁侠那种小型核聚变装置了,但实际情况却并非如此,为什么呢?且看以下分析。核聚变的原理其实很简单,那就是想办法将质量较轻的原子核“捏”在一起,使之聚变成质量较重的原子核(在这个过程中会有少量的质量会直接转化成能量)。道理很简单,做起来就难了,毕竟我们并没有能够“捏”住原子核的“手”,当然了,太阳也没有,那太阳是怎么进行核聚变的呢?答案就是高温和高压,高温能够使原子核的动能更高,高压则能使原子核更加密集,当达到一定程度时,就可以点燃核聚变。人类目前正在研究的可控核聚变装置采用的正是太阳的这种机制,当装置运行时,其中的等离子体温度可达上亿摄氏度,如此的高温是任何已知的材料都无法承受的,因此人们只能用强大的磁场对其加以束缚,而强大的磁场又需要超导材料,超导材料又需要超低温。(图为ITER托卡马克聚变堆)一方面要保持装置内侧的超高温,一方面又要保持装置外侧的超低温,其中难度可想而知,所以这种装置的体积也就很大,想要将其缩小成钢铁侠那种直径不超过10厘米小型核聚变装置,根本就是不可能的事。也就是说,钢铁侠的小型核聚变装置只能在常温(或者温度不太高)的情况下点燃核聚变,而这也被称为“冷核聚变”。在过去的日子里,还真的有人提出过冷核聚变,例如南安普敦大学的化学系教授马丁·弗莱西曼(Martin Fleischmann)和犹他大学的化学系主任斯坦利·庞斯(Stanley Pons)就在1989年公开宣称,他们在利用金属钯来电解重水的实验中,观测到了冷核聚变的现象。钯(Pd)是46号元素,单质为金属,其原子晶格的基本结构如上图所示,弗莱西曼和庞斯认为,在用钯来电解重水的过程中,重水电解后生成的氘就会在电流的驱动下被大量地“塞”进金属钯的原子晶格中,从而发生核聚变反应。遗憾的是,在后续的大量重复实验中,研究人员均未观测到可以确定的冷核聚变现象,因此弗莱西曼和庞斯的研究并没有得到科学界的认可。在此之后,陆续又有人提出多种实现冷核聚变的理论,例如在富氢环境中加热金属粉末、在氘气中利用脉冲放电制造等离子体,然后让其轰击钯电极等等,虽然时不时地有人声称在实验中实现了冷核聚变,但是却无一例外地拿不出令人信服的证据。综上所述,人类目前根本就找不到实现冷核聚变的方法,而人类目前正在研究的可控核聚变装置的体积又无法大幅度地缩小,因此可以说,至少在可见的未来里,人类都无法制造出钢铁侠那种小型核聚变装置,它只能存在于科幻作品之中。
钢铁侠那种小型核聚变装置,人类何时才能制造出来?
能量是我们人类的生存与发展的基础,看上去人类的能量来源似乎多种多样,比如说煤、石油、天然气、水力、风力、太阳能、核电等等,但归根结底,除了核电之外,人类所需的所有能量其实都来自太阳,包括我们人类从食物中获取的能量也是如此。
平均每一秒,地球从太阳接收到的辐射能量就有大约1.73 x 10^17瓦,太阳一年传递给地球的能量之和,就相当于人类迄今为止已探明的化石燃料、铀矿等不可再生资源所产生的总能量的大约两倍,而实际上,地球只接收得到太阳总能量的20亿分之1左右。
太阳如此强大的能量,其实是来自于其核心的核聚变反应,正因为如此,可控核聚变也成为了人类梦寐以求的终极能源。虽然人类目前对这方面的研究还处于初级阶段,但在一些科幻作品早已出现了成熟的可控核聚变装置,其中最具代表性的应该就是钢铁侠了。
众所周知,钢铁侠拥有一个小型核聚变装置,目测直径不超过10厘米,根据相关介绍,该装置每秒钟能输出高达30亿焦耳的能量,从而为钢铁侠的神通广大打下了坚实的基础。
人类何时才能制造出钢铁侠那种小型核聚变装置?对此我们似乎可以认为,在人类目前研究的可控核聚变装置技术成熟之后,再将其小型化,就可以制造出钢铁侠那种小型核聚变装置了,但实际情况却并非如此,为什么呢?且看以下分析。
核聚变的原理其实很简单,那就是想办法将质量较轻的原子核“捏”在一起,使之聚变成质量较重的原子核(在这个过程中会有少量的质量会直接转化成能量)。
道理很简单,做起来就难了,毕竟我们并没有能够“捏”住原子核的“手”,当然了,太阳也没有,那太阳是怎么进行核聚变的呢?答案就是高温和高压,高温能够使原子核的动能更高,高压则能使原子核更加密集,当达到一定程度时,就可以点燃核聚变。
人类目前正在研究的可控核聚变装置采用的正是太阳的这种机制,当装置运行时,其中的等离子体温度可达上亿摄氏度,如此的高温是任何已知的材料都无法承受的,因此人们只能用强大的磁场对其加以束缚,而强大的磁场又需要超导材料,超导材料又需要超低温。
(图为ITER托卡马克聚变堆)
一方面要保持装置内侧的超高温,一方面又要保持装置外侧的超低温,其中难度可想而知,所以这种装置的体积也就很大,想要将其缩小成钢铁侠那种直径不超过10厘米小型核聚变装置,根本就是不可能的事。
也就是说,钢铁侠的小型核聚变装置只能在常温(或者温度不太高)的情况下点燃核聚变,而这也被称为“冷核聚变”。
在过去的日子里,还真的有人提出过冷核聚变,例如南安普敦大学的化学系教授马丁·弗莱西曼(Martin Fleischmann)和犹他大学的化学系主任斯坦利·庞斯(Stanley Pons)就在1989年公开宣称,他们在利用金属钯来电解重水的实验中,观测到了冷核聚变的现象。
钯(Pd)是46号元素,单质为金属,其原子晶格的基本结构如上图所示,弗莱西曼和庞斯认为,在用钯来电解重水的过程中,重水电解后生成的氘就会在电流的驱动下被大量地“塞”进金属钯的原子晶格中,从而发生核聚变反应。
遗憾的是,在后续的大量重复实验中,研究人员均未观测到可以确定的冷核聚变现象,因此弗莱西曼和庞斯的研究并没有得到科学界的认可。
在此之后,陆续又有人提出多种实现冷核聚变的理论,例如在富氢环境中加热金属粉末、在氘气中利用脉冲放电制造等离子体,然后让其轰击钯电极等等,虽然时不时地有人声称在实验中实现了冷核聚变,但是却无一例外地拿不出令人信服的证据。
综上所述,人类目前根本就找不到实现冷核聚变的方法,而人类目前正在研究的可控核聚变装置的体积又无法大幅度地缩小,因此可以说,至少在可见的未来里,人类都无法制造出钢铁侠那种小型核聚变装置,它只能存在于科幻作品之中。