国际热核聚变实验反应堆
国际热核聚变实验反应堆(,缩写:)是国际核聚变研究和巨型工程,将成为世界上最大的磁约束等离子体物理学实验,这是目前正在建设世界上最大的实验性托卡马克核聚变反应堆,邻近于法国南部的卡达拉舍设施。ITER工程的目标是从等离子体物理实验研究,到大规模电力生产的核聚变发电厂的期待已久的转变。“ITER”在拉丁文意为“道路”,因此这个实验的缩写“ITER”也意味着和平利用核聚变能源之路。 它建立在由、歐洲聯合環狀反應爐(JET)、JT-60、、E…
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国际热核聚变实验反应堆(,缩写:)是国际核聚变研究和巨型工程,将成为世界上最大的磁约束等离子体物理学实验,这是目前正在建设世界上最大的实验性托卡马克核聚变反应堆,邻近于法国南部的卡达拉舍设施。ITER工程的目标是从等离子体物理实验研究,到大规模电力生产的核聚变发电厂的期待已久的转变。“ITER”在拉丁文意为“道路”,因此这个实验的缩写“ITER”也意味着和平利用核聚变能源之路。 它建立在由、歐洲聯合環狀反應爐(JET)、JT-60、、E…
呈現不同溫度(T)下質子-質子(PP)、碳氮氧 (CNO)和3氦融合過程的相對能量輸出(ε)。虛線顯示了恒星內PP和CNO過程聯合的能量生成。在太陽核心的溫度下,PP過程會更有效率。]] 3氦過程是一組核融合反應,通過這些反應,將三個氦-4核(α粒子)轉化為碳核。 恆星中的3氦過程 氦是質子-質子鏈反應和CNO的產物,累積在恆星的核心中。 兩個氦-4核的核融合反應產生高度不穩定的鈹-8,並衰變回半衰期為的較小核,除非在這段時間內第三個α…
中的太陽微中子(質子﹣質子鏈反應)]] 電子微中子是太陽進行核融合反應的一項產物,此來源的微中子稱為太陽微中子。目前穿越地球最大宗的微中子即為太陽微中子。 產生機制 產生太陽微中子的主要機制來自於質子﹣質子鏈反應,其為: : p + p \to \text{d} + e^{+} + \nu_e \!\ 或換言之: : 2 質子 \to 氘 + 正電子 + 電子微中子。 86%的太陽微中子透過這項反應產生。如同右圖,標準太陽模型中的太陽微…
或更小的恆星上佔有主導的地位。]] 呈現不同溫度(T)下質子-質子(PP)、碳氮氧 (CNO)和3氦融合過程的相對能量輸出(ε)。虛線顯示了恒星內PP和CNO過程聯合的能量生成。在太陽核心的溫度下,PP過程會更有效率。]] 質子﹣質子鏈反應(,簡寫為p-p chain)是恆星內部將氫融合成氦的幾種核融合反應中的一種,另一種主要的反應是碳氮氧循環。質子﹣質子鏈反應在太陽或更小的恆星上佔有主導的地位。 克服兩個氫原子核之間的靜電斥力需要很大…
()與氘()反應形成高度激發狀態的中間產物 ——原子核,並立即再衰變為兩個α粒子()。圖中的紅色球體代表質子,藍色球體則代表中子。]] 核反應()在核物理和核化學中是指兩個原子核,或一個原子核和另一個外來的次原子粒子,發生碰撞並產生一或多個核種的過程。因此,核反應必定導致一種核種被轉換成另一種核種。若一個原子核和另一個原子核或粒子發生交互作用,並在不改變核種本質的情況下分離,這個過程將被視為一種核散射,而非核反應。核反應分成核融合和核分…
是主序星,通过原子核的核聚变产生能量,把氢原子聚变成氦原子。在它的核心,太阳发生以每秒钟6.2億吨氢的核聚变。]] ,又稱融合反應,是指将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个極轻的核(或粒子)的一种核反应形式。在此过程中,物质並没有守恒,因为有一部分正在聚变的原子核的物质被转化为光子(能量)。核聚变是给活跃的或“主序的”恆星提供能量的过程。 两个较轻的核在融合过程中产生质量耗損而释放出巨大的能量,两个轻核在发生聚变时虽然因它们都带正…
混合核融合-裂變(混合核能)是一種利用核融合和核分裂過程結合來發電的方法。 其基本想法是利用聚變反應爐產生的高能快中子觸發鈾-238或釷-232等不可裂變燃料的裂變。每個中子可以觸發多個裂變事件,使每次聚變反應釋放的能量增加數百倍。由於裂變燃料不可裂變,因此不會發生自持的鍊式裂變反應。這不僅使聚變設計在動力方面更加經濟,而且還能夠燃燒那些不適合在傳統裂變電廠使用的燃料,甚至是其核廢料。 整體而言,混合堆的概念與快中子增殖反應爐非常相似,…
呈現不同溫度(T)下質子-質子(PP)、碳氮氧 (CNO)和3氦融合過程的相對能量輸出(ε)。虛線顯示了恒星內PP和CNO過程聯合的能量生成。在太陽核心的溫度下,PP過程會更有效率。]] 碳氮氧循環('),有時也稱為貝斯-魏茨澤克循環('),是恆星將氫轉換成氦的兩種過程之一,另一種過程是質子-質子鏈反應。 在質量像太陽或更小些的恆星中,質子-質子鏈反應是產生能量的主要過程,太陽只有1.7%的4氦核是經由碳氮氧循環的過程產生的,但是理論上…
慣性靜電約束(,縮寫為IEC),一種核融合技術,以電場來加熱電漿,以誘發核融合。電場對帶電粒子(離子或電子)做功,可以將它加熱,直到發生核融合反應。這種裝置通常會採用球面設計,讓帶電粒子在其內部可以加速運動,但也有採用圓柱幾何設計。電場可能用線柵產生,或是由非中性的電漿雲來產生。 機制 慣性靜電約束利用電場來牽引帶電粒子。以帶正電的氘離子為例,外層的線柵帶著正極,而內層的線柵帶著負極,氘離子會被電場牽引,向內加速前進。隨著電壓增加,速度…
氦核作用 (或α作用、α反應,))是兩種核融合的類型之一,能將恆星的氦轉換成重元素,另一種即是3氦過程(3α反應)。當3氦反應進行時三重α工藝僅消耗氦氣,並產生碳。當積累足夠的碳後,以下的反應將發生,所有反應僅消耗氦氣和先前反應的產物。 :\mathrm{_6^{12}C} + \mathrm{_2^4He} \rightarrow \mathrm{_{8}^{16}O} + \gamma + Q, Q = 7.16 MeV :\mat…
冷核聚变是指常温、常压下发生的核聚变反应的假说。冷核聚变不同于恒星内部、热核武器和实验性聚变反应堆中高温、高压的“热”核聚变,也不包括常温的μ子催化聚变(1950年代就已证实,但不具实用价值)。目前,并不存在被主流物理学共识接受的冷核聚变理论或现象。 1989年,电化学家和报告称其实验装置出现反常放热(“余热”)现象,声称其数量级无法依靠化学反应解释,唯一的可能性是核反应。两人在论文中进一步报告称,实验检测到少量中子、氚等核反应副产物。…
μ子催化聚變是一種核聚變過程,可以讓核聚變的發生溫度遠低於正常情況,即使在室溫下或更低的溫度都可以觸發核聚變。它是核催化已知聚變反應的幾種方法之一。 μ子是一種不穩定的亞原子粒子。它們類似電子,但質量是電子207倍以上。如果μ子在氫分子中取代一個電子,原子核將可以比一般狀態更接近 。當原子核併攏,產生核聚變的概率大幅增加,於是核聚變可以在室溫下發生。目前这种方式还难以突破技术,很难使μ子进入原子核周围的轨道,而且μ子的寿命太短暂,所以以…
中子发生器是一种包含的中子源设备。它通过将氢的同位素聚合在一起來产生中子。中子发生器會產生核聚变反应。中子发生器的概念最早是由欧内斯特·卢瑟福的团队於1930年代早期在卡文迪许实验室提出。 参考文献
国际聚变材料放射测试设施(International Fusion Material Irradiation Facility,缩写:IFMIF),是一项国际科学研究项目,目的是测试核聚变反应堆所用墙壁材料的可用性。IFMIF将使用基于粒子加速器的中子源在适当的时间周期内产生大的但合适的中子流,以测试在极端情况下材料的长期行为,这些极端情况类似于反应堆内壁处的情况。 IFMIF将由两个平行的加速器构成,每个长约50米,用来产生氘核粒子束…
庫侖障壁,以物理學家查爾斯·奧古斯丁·庫侖(1736年-1806年)命名,是兩個原子核要接近至可以進行核融合所需要克服的靜電能量壁壘。由靜電產生的位能障壁是: :U_{coul} = k {{q_1\,q_2} \over r}={1 \over {4 \pi \epsilon_0}}{{q_1 \, q_2} \over r} 此處 :k 是庫侖常數 = 8.9876×109 N m² C−2; :ε0 是真空電容率; :q1、q2是…
能源催化劑(Energy Catalyzer)是義大利科學家安卓·羅西(Andrea Rossi)與Sergio Focardi發明的冷核融合反應器。它已經獲得義大利專利,但不是以設備名義申請。 安卓·羅西發現用某種催化劑進行實驗,結果顯示鎳和氫能轉化為銅,從而產生熱能。能源催化劑尚未普遍得到其他科學家證實。 参考文献
氦融合是核融合的一種,參與此一反應的原子核是氦。 這種由氦4(α粒子)融合的反應就是所謂的是3氦過程(3α過程),因為這項反應先由兩個氦核融合成為鈹 8,但是這種同位素很不穩定,半衰期只有2.6×10-16秒,隨即又分裂成兩個氦。如果這顆恆星的核心溫度高達一億K,並且又在紅巨星或紅超巨星末期的演化階段,則第三顆氦原子能在鈹衰變之前參與反應,於是形成碳12。取決於溫度和壓力,額外的氦核也可能參與反應形成氧 16;在非常高的溫度下,另外的氦…
合肥托卡马克7号(Hefei Tokamak-7,HT-7)是中国科学院等离子体物理研究所通过国际合作制造的超导托卡马克装置。该装置是既中国于20世纪80年代建成HT-6B、HT-6M、MPTX、磁镜等一批核聚变研究实验装置之后,于1994年与俄罗斯合作研发的一个可产生长脉冲高温等离子体的中型核聚变研究装置。HT-7超导托卡马克现在已经成为中国对国内外全面开放的、在国际上拥有稳态高参数等离子体物理实验能力的两大实验平台之一。 2013年…