一、人造太阳概念?
人造太阳是一种模拟核聚变反应的装置。
人造太阳可以产生高温和高压条件下的等离子体,从而使氢原子在核融合反应中释放出大量的能量。这种技术也被称为“聚变能技术”,可以作为未来的清洁能源来源之一
目前,世界各地都在开展人造太阳领域的研究,中国自主研发的“东方超环”聚变实验装置是目前世界上最大的超导托卡马克聚变装置之一,是磁约束人造太阳,其目的是通过高温、高密度的氢等离子体实现长时间的核聚变反应,为未来清洁能源提供新的可能。另一种是激光作用的惯性约束人造太阳。
二、人造太阳多高?
太阳的核心温度高达1500万摄氏度,为了在地球上造出“人造太阳”,我国科学家将“超高温”“超低温”“超高真空”“超强磁场”“超大电流”等极端环境“熔于一炉”。近日,记者走近中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的大科学装置“内核”,从多项尖端科技的突破中感受我国创新的勃勃脉动。
太阳是地球最大的能量来源,它的表面温度约6000摄氏度,内核温度约1500万摄氏度,像一个熊熊燃烧的大火球,每秒钟散发出相当于1亿亿吨煤炭燃烧产生的能量。
“太阳为什么能产生这么大的能量?因为它的内部持续不断地在发生核聚变反应。”中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所王腾博士说,如果想要在地球上实现可控核聚变反应,造出“人造太阳”,需要实现1亿摄氏度的等离子体、1000秒的连续运行时间和1兆安的等离子体电流,这些都是难度巨大的科技挑战。
高11米、直径8米、重400多吨,站在有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)面前,记者产生了深深的好奇:这里曾实现了1亿摄氏度的20秒等离子体运行,是如何做到的呢?
“EAST像一个圆环形的‘大罐子’,在它的内部集成了‘超高温’‘超低温’‘超高真空’‘超强磁场’‘超大电流’等极端环境。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说,能将这些尖端技术“熔于一炉”,充分体现了一个国家的综合科技实力。
为了实现1亿摄氏度高温,科学家使用了多种加热手段,其中一种就是微波加热。“家用微波炉的功率是500瓦左右,而EAST用了4种大功率加热系统,总功率34兆瓦,相当于家用微波炉的数万倍。”王腾说,不仅如此,地球上最耐热的材料也只能承受几千摄氏度,为了承载上亿摄氏度的高温等离子体,科学家用磁场做成“笼子”,而EAST内部的磁场强度达到地球磁场强度约7万倍。
为了达到强磁场,“人造太阳”还需要超过12000安培的超大电流,而承载大电流的线圈工作在零下269摄氏度的超低温度,就在距离1亿摄氏度高温约1米远的地方,那就需要实现地表大气压约一千亿分之一强度的“超高真空”以“隔热”。
这些极端环境,让“人造太阳”成为一个“超难”的集合体。
“让1亿摄氏度超高温和零下269摄氏度超低温近距离共存,这是世界上没人做过的事情,可以说困难无处不在、天天遇到。”中国工程院院士李建刚介绍,他与团队在研究“人造太阳”的20年里,至少遇到5万次失败的实验。
“但幸福真的是一点点干出来的!”李建刚说,一年365天,科研人员几乎天天泡在实验室,从几百万摄氏度到上千万摄氏度,从三千万摄氏度、五千万摄氏度到上亿摄氏度,他们独立发展出60多项关键技术,创造出一系列引领国际的技术参数,让EAST大科学装置屹立在世界的东方。
一代代科研工作者自立自强、勇攀高峰的精神内核,支撑起中国“人造太阳”的强大内核。
据了解,若要“人造太阳”产生的能源能为人类所用,稳态长脉冲等离子持续放电的时间要达到1000秒以上。“我们的梦想是,点亮世界上第一盏核聚变发电的灯。
三、人造太阳缺点?
缺点:产生核废料,一旦发生事故会产生重大污染,效率不高,原料稀有且昂贵。
优点:1.提供充足不断的清洁能源,造福人民,减少能源污染。
2.不会像核裂变一样产生高放射性核废料,可以说是人类最理想中的清洁能源。与我们现在常见的不可再生能源、常规清洁能源都不大相同,只是这种能源获取方式是需要科研有更大的突破才得以实现的。
四、人造太阳科普?
人造太阳是一种模拟核聚变反应的装置。
人造太阳可以产生高温和高压条件下的等离子体,从而使氢原子在核融合反应中释放出大量的能量。这种技术也被称为“聚变能技术”,可以作为未来的清洁能源来源之一
目前,世界各地都在开展人造太阳领域的研究,中国自主研发的“东方超环”聚变实验装置是目前世界上最大的超导托卡马克聚变装置之一,是磁约束人造太阳,其目的是通过高温、高密度的氢等离子体实现长时间的核聚变反应,为未来清洁能源提供新的可能。另一种是激光作用的惯性约束人造太阳。
五、什么是人造太阳?
1、人造太阳一般就是指“国际热核聚变实验堆计划”。
2、“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,建造约需10年,耗资50亿美元(1998年值)。
3、ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克,俗称“人造太阳”。2003年1月,国务院批准我国参加ITER计划谈判,2006年5月,经国务院批准,中国ITER谈判联合小组代表我国政府与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签了ITER计划协定。这七方包括了全世界主要的核国家和主要的亚洲国家,覆盖的人口接近全球一半。我国参加ITER计划是基于能源长远的基本需求。
六、人造太阳军事用途?
实际上一种发电装置,功率大,长期不用补充材料。因此可以用到大型军舰上如航母、潜艇,这些大家伙,消耗燃油很厉害,如果有了人造太阳,可以几个月不用靠岸补充燃料。
也可以套用到民用领域,建造发电厂代替燃煤发电,不用污染环境
七、人造太阳怎么放电?
通过核聚变装置放电
人造太阳是一个核反应堆,叫全超导托卡马克核聚变实验装置,
这就是聚变电站的原理。首先你要有巨大的磁笼子,再用非常高的温度把它加热到上亿度,加热到上亿度以后就会产生氦和中子,中子就跑到包层材料里进行加热。有了大量热量之后,通过水把它转换成蒸汽,再通过蒸汽把电给发出去。这就是一个简单的聚变发电原理了。
八、人造太阳是什么?
人造太阳是指人类利用核聚变技术来模拟太阳内部的高温高压等条件,制造出类似太阳的能源源,以期在未来解决能源问题。
核聚变是一种将轻元素(如氢)融合成较重元素(如氦)的过程,这种过程会释放出巨大的能量。太阳就是一个庞大的核聚变反应炉,其中心温度高达1500万摄氏度,产生的能量维持了太阳的运转和地球上所有生命的存在。
人造太阳的制造需要在实验室内制造出高温高压的环境,将氢等轻元素加热并施加高压,使它们发生核聚变,产生能量。人造太阳实验的目的是通过研究太阳的能源源头,探索能源利用的新技术,以期解决人类能源问题。
目前,世界各地的科学家正在开展人造太阳实验,以期实现这一目标。虽然在技术上还存在许多挑战和难题,但人造太阳的实现将会是人类历史上的一个重大突破。
九、人造太阳的用途?
01 新能源
由于人类社会的快速发展,许多资源被过度的开发和使用,像石油、煤炭等能源除了是不可再生资源外,还对大气存在着较大的污染。而人造太阳其实可以看作是新能源的一项实验。首先,人造太阳的原材料取之不尽,其次,它可以释放出大量的能量,最值得一提的是,人造太阳核聚变后,并不会产生污染。
02 未雨绸缪
毕竟我们对宇宙的了解仅仅是冰山一角,未来会发生什么我们没法预测。所以,人造太阳的出现,可以说是一种未雨绸缪。想象一下,如果在未来的某一个时间节点,太阳被乌云长时间的遮住,大地失去光明时,最需要的是什么?显然就是能够代替太阳的存在,而人造太阳就是区域性的满足这一点。
十、人造太阳寿命?
50亿年
科学家预计,太阳还有长达50亿年的寿命,而随着全球气候变暖,我们还有很多未知的谜团需要解开,比如太阳光对全球气候和人类生活的影响等等。
而构成太阳的化学元素主要是氢和氦,它们在太阳光球层中的质量分别占74.9%和23.8%。因此,所有的重元素在天文学上都被称为金属,但它们只占总质量的不到2%。
可以说,太阳是我们星球上所有起源的能量提供者,也是创造生命的主要条件。