科学网-陈伟的博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/phenixd 燃烧等离子体物理

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磁约束聚变-聚变能简介

已有 2933 次阅读 2011-4-24 12:05 |个人分类:等离子体物理|系统分类:科普集锦| 科学家, style

当今世界,能源问题正变得日益严峻,科学家正在竭力寻求问题的解决途径。风能与水能远不能满足人类的需求。煤石油及天然气储量有限,而且是不可再生能源,燃烧这些原料会释放杂质及二氧化碳等气体,对大气造成严重污染,破坏了臭氧层并产生了温室效应,致使全球气候变暖。裂变材料有限,而且裂变反应会带来严重的核污染,据此,目前世界上一些国家,已对裂变能也不再支持。科学家正在努力寻找持续可用的新型能源,而核聚变就是其中比较理想的一种。聚变是通过两个轻核聚合形成一个原子核,同时发生质量亏损而释放出能量。目前,知道的最大聚变能源是恒星,如太阳。由于存在弱的相互作用(Beta衰减),恒星上的聚变过程是很慢的。但是由于恒星大的重力效应,约束性能是很好的。在地球上,必须寻找具有高反应率和约束性能好的聚变反应过程。氘-氚(D-T)聚变以其燃料丰富,产能清洁环保,容易实现等优点受到了科学家青睐。D-T聚变产生的能量,80%由中子携带,这部分能量将会被用来发电,而20%的能量由阿尔法粒子携带,这部分能量将被用来维持等离子体的燃烧。阿尔法粒子加热效率将在下一代聚变装置实验中被证实,如国际热核聚变堆(ITER)。为了获得D-T聚变能,等离子体必须被加热到20keV2.3亿度)以上,并且要在一定的压力下约束足够长的时间, 即要满足劳逊判据(Lawson criterion)。



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1 侯振宇

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