今年是地球上最热的一年,因此减少碳足迹已成为多年来的一个紧迫问题。但是人类需要能源,需求在增加,而石油和天然气的燃烧是不可再生的,它在一定程度上增加了环境的负担。
如果有一种能源可以产生比其他任何能源多一百万倍的能量呢?如果能量的产生是无限的呢?不,这不是一个工程幻想。我们谈论的是聚变能,星星的能量!
核聚变能的障碍:
如何启动聚变反应?
- 高温-用于高能粒子碰撞
- 足够的等离子体粒子密度-以增加碰撞的概率
- 在足够的时间内将等离子体状态限制在特定体积内,因为等离子体有膨胀的趋势。
反应堆将把氘和氚(氢的放射性同位素)融合在一起,形成氦,并释放出巨大的能量。这将开始一个自我维持的连锁反应。反应堆最大的问题是维持高达1亿度的等离子体压力和温度。科学家们能够维持大约5000万度摄氏度,但是对于102秒这还不够。
为代关于能量,科学家们需要突破聚变能量的盈亏平衡点——在这个平衡点上,输入能量至少与输出能量相等,而这一点到目前为止还没有实现。的最大发电量70%这个记录由JET保存。
ITER是什么?
在核聚变能领域工作了60年之后,科学家们正在对世界上最大的托卡马克反应堆进行最后的调试,该反应堆有望产生正能量输出。这是一个国际项目,来自不同国家的工程师和科学家致力于生产一个自给自足的核聚变反应堆,可以收集太阳的能量.该项目是ITER或国际热核实验反应堆。
它的面积是42公顷,将会有更多5000人在工厂工作。作为最大的托卡马克反应堆8倍比第二大托卡马克还要大。如果一切按计划进行,ITER将产生功率为500兆瓦输入是50兆瓦创造人类利用恒星能量的历史。
ITER是如何工作的?
作为世界上最大的托卡马克,ITER的等离子体半径为6.2米,等离子体体积为84m³。巨大的磁线圈会缠绕在这个甜甜圈形状的装置的中心。线圈产生的磁场会将发电机产生的高至1.5亿摄氏度.
需要大量的电才能使电子电离,并将带电粒子从形成等离子体的原子核中分离出来。这些高能量粒子将中和电磁斥力,使小粒子融合在一起,释放出大量的能量。
ITER会做什么?
- 在至少400秒的时间内,从50兆瓦的能量输入中产生500兆瓦的聚变能量。
- 在功能反应堆和实验核聚变装置之间架起桥梁,展示技术的一体化运行。
- 获得可承受内部加热的可持续氘-氚等离子体。ITER有望自给自足。
- 氚繁殖试验:氚储量正在减少,因此发电机也将尝试生产氚,从而使核能成为一种可再生能源。
- 证明ITER的核聚变反应是安全的,不会对环境造成有害影响。
利用太阳能的未来展望:
随着全球变暖、能源危机和气候变化等全球性问题的出现,世界正在寻找既可再生又环保的能源解决方案。世界上最大的核聚变发电热核反应堆的成功测试是朝着正确方向迈出的一大步。然而,在我们能够利用恒星的无限能量之前,道路是漫长的,我们还有很长的路要走!你怎么看?这是工程上的幻想还是我们能在某一天实现?请在评论中告诉我们!
这是另一个世界上最大的不工作的核聚变发电厂。