热核聚变研究的重要意义
(2019-11-28 08:45:55)
万物生长靠太阳,太阳为万物生长提供能量。那么太阳的能量是如何产生的呢?这个问题直到1938年才由科学家贝特给出合理的解释。他指出太阳能来源于太阳内部的热核聚变,太阳内部核心温度高达1500万度,气压高达2500亿个大气压。在这样高温高压条件下,轻元素的原子核产生极大的热运动而相互碰撞,聚变成较重的原子核,同时放出极大的能量。在太阳中就是4个氢原子核结合成一个氦原子核的聚变过程,提供能量来源。
据此科学家们想到如果能在实验室中模拟成功热核聚变效应,那就永久的解决了地球上人们对能源的需求。同时可以进一步提高人们对天体恒星演化的认识,并带动对于一些极端状态,如高温,高压,高真空,高密度等技术的发展与进步。
从而引起各国对热核聚变研究的兴趣。进行了磁约束热核聚变和激光惯性约束核聚变的探索。在磁约束热核聚变研究中,主要以莫斯科库尔恰托夫研究所的阿齐莫维奇(1909-1973年)1954年发明的托卡马克磁约束环形装置为代表。激光惯性约束核聚变由列别杰夫研究所的巴索夫(1963年)和我国科学家王淦昌(1964年)分别提出。最有代表性的装置是美国192路激光国家点火装置。
目前托克马克装置和激光聚变装置均取得一定进展,但离作为新能源目标仍有着巨大距离。这主要是如何维持长时间高温高密度状态,以保证热核聚变持久?如何进行聚变材料的注入?如何将聚变能量导出?最后将水蒸气驱动蒸汽轮机以发电等诸多问题。
但这些装置对带动一些新技术起到了一定作用,如磁约束核聚变对于超高真空技术的发展,对低温,超导,大电流,强磁场的发展有很大的推动作用
,推动电磁炮的发展。而激光惯性约束聚变对激光技术发展有极大推动作用,特别是对于核武器的发展有极大推动作用,可以在不进行核试验条件下,来模拟核聚变过程,进行核聚变过程测量装置的改进。
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