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核聚变本世纪将迎来“巨变”?(   / 6 )

发布时间: 2017-02-07 16:55:39  |  来源: 中国网  |  作者: 季天也  |  责任编辑: 焦源源
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一位技师进入核聚变反应器内部检查等离子体(即聚变燃料)加热系统。

磁约束聚变最有望发电

一是重力约束。这里说的就是太阳。在其巨大的质量和体积下,即便没有特别变态的高温(太阳有一千多万摄氏度),也能靠引力来确保聚变粒子的密度和约束时间,从而实现连续而稳定地释放聚变能。可惜,这种方案也只有太阳这么大块头才能办到,在地球上是实现不了的。

二是惯性约束。基本原理是用极高功率的激光或其他高能粒子束,轰击装有聚变原料氘和氚的小球。这些激光的功率可达5亿兆瓦(1兆瓦=1000千瓦),相当于美国所有电站峰值功率的500倍,使小球在纳秒量级的时间内被加热到几亿摄氏度。因为惯性作用,里面的粒子还来不及飞散出去就已经发生了聚变反应,也叫“靶丸聚变”。这方面最前沿的进展就是美国的国家点火装置(NIF)和中国的神光系列装置。美国对这种聚变装置的期望是:当聚变输出的能量超过为引发反应而输入能量的10~100倍,就值得实行了。这种方案最大的不足是,每次核聚变反应的持续时间只有一瞬,能量的输出不连续,打一发(激光)就要装一次弹药(小球)。虽说瞬间功率大、能量收益率高,但总的能量输出却很少。要想作为能源,NIF的激光发射频率需要达到每秒10次,而目前的水平是不到5小时才发射一次。

三是磁约束。顾名思义,就是用磁场来充当约束等离子体的虚拟容器。由于磁场不是实体,所以不存在耐热耐压的问题。为了管好等离子态的聚变原料,基于这套方案设计的装置千奇百怪,其中最流行的一种叫做托卡马克的装置。

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