|簡體中文

比思論壇

 找回密碼
 按這成為會員
搜索



查看: 495|回復: 0
打印 上一主題 下一主題

突破燃料密度极限 核聚变基本定律修订

[複製鏈接]

5229

主題

1

好友

1萬

積分

教授

Rank: 8Rank: 8

  • TA的每日心情

    2024-4-17 22:16
  • 簽到天數: 247 天

    [LV.8]以壇為家I

    推廣值
    0
    貢獻值
    1
    金錢
    7461
    威望
    15989
    主題
    5229
    跳轉到指定樓層
    樓主
    發表於 2022-7-17 13:40:33 |只看該作者 |倒序瀏覽

    科技日报北京5月18日电 (记者刘霞)来自瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)等的国际科研团队,修订了核聚变领域的一条基本定律。新定律指出,科学家们实际上可以在核聚变反应堆中安全地添加更多氢燃料,从而获得比之前想象的更多的能量。相关研究发表于最新一期《物理评论快报》杂志。

    核聚变是未来最有希望的能源之一,涉及两个原子核合并成一个释放出巨大的能量,太阳的热量正源自氢原子核聚变成更重的氦原子。国际热核聚变实验反应堆(ITER)旨在复制太阳的聚变过程,创造出高温等离子体,为聚变提供合适的环境,最终产生能量。

    等离子体是类似于气体的物质的电离态,由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成,密度仅为空气的百万分之一。将聚变燃料氢原子置于极高温度下,迫使其电子与原子核分离而产生等离子体,这个过程发生在名为“托卡马克”的环形结构内。

    最新研究负责人、EPFL瑞士等离子体中心的保罗·里奇说:“在托卡马克内制造等离子体的限制之一是可以注入的氢燃料量。1988年,核聚变科学家马丁·格林沃尔德提出的定律将燃料密度与托卡马克的小半径和在托卡马克内部等离子体中流动的电流相关联,自此‘格林沃尔德极限’一直是聚变研究的基本原则,ITER的建造也基于此。”

    里奇同时指出,尽管格林沃尔德的理论在某些研究中非常有效,但在某些情况下,如ITER的继任者核聚变示范电厂(DEMO),会极大地限制其运行,因为它表明不能将燃料密度增加到某个水平以上。

    鉴于此,里奇团队与其他托卡马克团队合作,设计了一个实验,可使用高度复杂的技术精确控制注入托卡马克的燃料量,他们在现有世界上最大的几个托卡马克装置,如位于英国的欧共体联合聚变中心开展了试验,同时分析了限制托卡马克内氢燃料密度的物理过程,以推导出一个可关联燃料密度和托卡马克尺寸的第一性原理,并使用世界上一些最大的计算机进行了模拟。

    最终,他们推导出与实验结果非常吻合的托卡马克燃料极限的新方程。新方程假定,就ITER内添加的燃料而言,格林沃尔德极限可提高近两倍,这意味着ITER等装置可以使用几乎两倍的燃料来产生等离子体,从而产生更多能量。DEMO将以比现在的托卡马克和ITER高得多的功率运行,因此也可以增加更多燃料。


    您需要登錄後才可以回帖 登錄 | 按這成為會員

    重要聲明:本論壇是以即時上載留言的方式運作,比思論壇對所有留言的真實性、完整性及立場等,不負任何法律責任。而一切留言之言論只代表留言者個人意見,並非本網站之立場,讀者及用戶不應信賴內容,並應自行判斷內容之真實性。於有關情形下,讀者及用戶應尋求專業意見(如涉及醫療、法律或投資等問題)。 由於本論壇受到「即時上載留言」運作方式所規限,故不能完全監察所有留言,若讀者及用戶發現有留言出現問題,請聯絡我們比思論壇有權刪除任何留言及拒絕任何人士上載留言 (刪除前或不會作事先警告及通知 ),同時亦有不刪除留言的權利,如有任何爭議,管理員擁有最終的詮釋權。用戶切勿撰寫粗言穢語、誹謗、渲染色情暴力或人身攻擊的言論,敬請自律。本網站保留一切法律權利。

    手機版| 廣告聯繫

    GMT+8, 2024-12-8 11:35 , Processed in 0.011528 second(s), 16 queries , Gzip On, Memcache On.

    Powered by Discuz! X2.5

    © 2001-2012 Comsenz Inc.

    回頂部