在反應爐中產生這種超級高熱,以維持核融合反應的發生,是目前兩種最可行的方法中,看起來比較有希望的核融合方法。 利用甜甜圈型的電磁場,可以將帶正電的原子核(電子因為高熱已經被扯離原子核,形成電漿)封閉在反應爐環狀部份的中心,並且發生反應。 這種反應爐的技術挑戰在於高溫的維持 — 理論上反應爐「點火」(提供初期的能量,直到核融合反應能發生)後,核融合反應的能量之大,應該要能在維持高溫之餘,還要有額外的能量供給出來。 但目前為止的試驗爐最高輸出能量只能達到輸入能量的 70%,自然無法維持核融合反應。 剛開始興建的 ITER 實驗反應爐預計 2018 年完工,綜合了以往各反應爐的經驗,預計將首度達成輸出大於輸入的目標,並且維特點火時間至少 400 秒。 最終 ITER 或許可以達成輸出能量為輸入能量的 5~10 倍,並點火 1000 秒,但即使如此,仍不足以商業運轉 — 要等到再下一代的 核融合 DEMO,達成輸出為輸入能量的 25 倍以上,才有可能做為經濟的發電方式被人們利用。
可控聚变的希望——磁约束带电粒子(等离子体)在磁场中受洛伦兹力的作用而绕着磁力线运动,因而在与磁力线垂直的方向上就被约束住了。 核融合 由于技术水平还不可能使磁场强度超过10T,因而磁约束的高温等离子体必须非常稀薄。 如果说惯性约束是企图靠增大粒子密度n来达到点火条件,那么磁约束则是靠增大约束时间T。
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但遺憾的是,人類在發明核融合武器氫彈之後60多年,依然沒有能力控制核融合反應。 核融合 環保又源源不絕的太陽能是目前電力發展的新趨勢,太陽能發電在一般人的印象中都需要一個太陽能版來收集能量,但現在就算沒有太陽…… EAST大科学工程总经理万元熙教授说,与ITER相比,EAST在规模上小很多,但两者都是全超导非圆截面托卡马克,即两者的等离子体位形及主要的工程技术基础是相似的,而EAST至少比ITER早投入实验运行10至15年。 尽管实现受控热核聚变仍有漫长艰难的路程需要我们征服,但其美好前景的巨大诱惑力,正吸引着各国科学家在奋力攀登。 核融合 在可以预见的地球上人类生存的时间内,水的氘,足以满足人类未来几十亿年对能源的需要。 从这个意义上说,地球上的聚变燃料,对于满足未来的需要说来,是无限丰富的,聚变能源的开发,将“一劳永逸”地解决人类的能源需要。
但是以目前的技术上月球开采并不实际 –太贵,也太大工程了。 更进一步的可能性,是前往太阳系里的大号行星 — 木星、土星等开采,不仅含量更高,开采也更容易。 只是要将氦3从重力井中拉出来要大量的能量,也不一定符合经济效益。 此外,核融合产生的中子因为不带电荷,因此不能被留在电场中。
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氢弹,从本质上讲,是利用惯性力将高温等离子体进行动力性约束,简称惯性约束。 核融合 核融合 除激光惯性约束外,还有电子束等方案,但至今还没有一个成功。 核融合 太阳——引力约束聚变地球上的万物靠着太阳源源不断的能量维持自身的发展。
可惜和 D-T 反應相比,D-D 反應需要 D-T 反應 30 倍的能量密封性(因為反應所需的溫度高很多),而且產生的能量也比 D-T 反應少 68 倍。 要如何克服原子核間相斥的電磁力,就是核融合至今還在實驗階段的主因。 其實當物質的溫度高到一定程度後,就會處於電漿(等離子體)狀態,這時電子基本上和原子核分開,處於游離狀態的原子核就可以互相接近,開始核融合反應。 於是科學家就想到產生出高溫的電漿,讓它們進行核融合。 “可控核聚变”技术——被誉为21世纪最狂野、最具现实意义的“梦想”之一,是人类进入无限能源时代的重要手段。 2020年底,韩国超导托卡马克先进研究(KSTAR)中心创造了等离子体100,000,000℃超高温持续20秒的世界纪录,一举打破此前8秒的最高时长,向无限能源时代再迈进一步。
舉例來說,企業每逢中秋籌備的企業顧客及公關贈禮,便是透過中秋節日的禮尚往來,向平時有公務往來的客戶、協力廠商及官方民間團體,藉此表達一年來的感謝心意,並繼續維繫合作關係的情誼。 核融合 許多調研發現,企業公務送禮的預算,即使在近2年疫情衝擊、禮金預算大減之下,仍是多數公司的必要支出。 中秋佳節即將到來,也是企業籌備公關送禮,藉此表達感謝、維繫關係的重要時刻。 然而疫情之下預算大減,如何把握重要的傳統節日,將心意送的巧妙、創新,又能一舉提升企業和品牌形象? 尊重多元:分享多元觀點是關鍵評論網的初衷,沙龍鼓勵自由發言、發表合情合理的論點,也歡迎所有建議與指教。 我們相信所有交流與對話,都是建立於尊重多元聲音的基礎之上,應以理性言論詳細闡述自己的想法,並對於相左的意見持友善態度,共同促進沙龍的良性互動。
- 原子由带负电的电子、带正电的质子和不带电的中子所组成,质子和中子在原子的中心组成原子核,电子则在外面绕圈圈。
- 要如何克服原子核間相斥的電磁力,就是核融合至今還在實驗階段的主因。
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- 氚之前说过了,是一种放射性物质,如果外泄到了大气中,一样会有幅射污染的危险。
- 全球掀起環保意識,送禮也愈來愈符合環保趨勢,訴求簡約設計的包裝、具有綠色意識的禮盒,能夠大大提升企業和品牌的形象質感。
- 部分科學家認為,核融合是一種未來的潛在能源,因為它產生的廢物很少,也不會排放溫室氣體。
- 用來使電漿封閉的方法有許多種,太陽內部是利用巨大重力使電漿封閉,而在地球上則必須採取別的方法,磁場的利用便是其中一種。
当激光射到燃料丸的表面时,会瞬间引爆燃料丸的外壳,爆炸产生的震波如果能均匀而且同步的从弹丸的表面传到弹丸内部,就能压缩最核心的燃料到能引发核融合反应的程度。 核融合反应一旦发生,连锁反应就能将燃料丸剩余的部份燃烧一空,产生大量的能量。 一直以来,用这种方式进行核融合都很失败,因为引爆燃料丸需要多个激光束精确的同步点燃燃料丸,但最近在激光技术上的发展让美国对激光核融合的兴趣再度大增。 即将完工的 NIF 就是第一个有会达成点火的激光式核融合反应炉,预计 2009 启用,2010 年就可以知道这种方式到底有没有前途了。 下一代的系统是欧洲预计 2010 年开始兴建的 HiPER,因为使用低能量的激光,有可能为商用运转的 ICF 铺路。
P-B 反应是拿质子去撞硼最常见的同位素硼-11,产生三个氦原子核。 这种反应的特色是没有中子的产生,但反应所需的温度约是氢同位素反应的十倍,产生的能量却只有氢同位素的 1/2500,因此之前提过的两种核融合反应方式,都不再适用。 核融合反應爐確實不可能發生像核分裂反應爐那樣的大規模融爐和輻射外洩事件,因為發生核融合的條件實在太苛刻了。 以磁場限制型核融合反應爐來說,只有磁場稍有不穩定,反應爐內的燃料就會立即喪失反應能力,反應爐也會立即熄火。 可以說目前開發核融合發電的所有困難點,正是未來核融合爐使用時的保障。 D-D 反應是拿氘和氘反應,因此燃料來源可以說是無窮無盡的。 D-D 反應有兩種不同的反應式,一共會產生氚、氦-3(少一個中子的氦同位素)、質子和中子,當中氚還可以再和氘進行 D-T 反應。
热核反应,或原子核的聚变反应,是当前很有前途的新能源。 核融合 参与核反应的轻原子核,如氢(氕)、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应(参见核聚变)。 热核反应是氢弹爆炸的基础,可在瞬间产生大量热能,但尚无法加以利用。
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兩種原料中,氘是一種穩定存在於自然的物質,海裡就有一大堆,但氚因為是放射性同位素,半衰期只有 12.32 年,因此自然中含量極其稀少,必需要靠鋰的核滋生反應來取得。 這使得 D-T 反應仍然會受到鋰來源的限制,但估計燃料來源至少可以撐個 5000 年沒問題。 D-T 反應還有一些安全上的問題,等一下會再另外說明。 目前正在建設世界上最大的實驗性托卡馬克反應爐為法國南部的國際熱核融合實驗反應爐,專家估計它將在2025年12月進行第一階段測試,若實驗成功,將協助第一批核融合發電廠在 2040年前投入運行,營運成本和核分裂反應爐相當。
核聚变,即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。 因为化学是在分子、原子层次上研究物质性质,组成,结构与变化规律的科学,而核聚变是发生在原子核层面上的,所以核聚变不属于化学变化。 氘-氚 (D-T)的核融合反應产生氦(He)与中子(n),期间釋放出的核能,在核融合發電中難度最低,是目前考慮中的未來主要能源。
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