❶ 詳細介紹一下反物質,還有托克馬克裝置,等等囚禁裝置(詳細一點)
托馬克裝置:超導托卡馬克裝置是一種利用磁約束和真空絕熱來實現受控核聚變的環形容器。它使得磁約束位形的連續穩態運行成為現實。超導托卡馬克被公認為是探索、解決未來穩態聚變反應堆工程及物理問題的最有效的途徑。
反物質是一種人類陌生的物質形式,在粒子物理學里,反物質是反粒子概念的延伸,反物質是由反粒子構成的。反物質和物質是相對立的,會如同粒子與反粒子結合一般,導致兩者湮滅並釋放出高能光子或伽瑪射線。1932年由美國物理學家卡爾·安德森在實驗中證實了正電子的存在。隨後又發現了負質子和自旋方向相反的反中子。到目前為止,已經發現了300多種基本粒子,這些基本粒子都是正反成對存在的,也就是說,任何粒子都可能存在著反粒子,2010年11月17日,歐洲研究人員在科學史上首次成功「抓住」微量反物質。2011年5月初,中國科學技術大學與美國科學家合作發現迄今最重反物質粒子——反氦4。2011年6月5日歐洲核子研究中心的科研人員宣布已成功抓取反氫原子超過15分鍾。
❷ 中國自主研製托克馬克裝置EAST,多久實驗一次呢
國內的話:1.核工業西南所—等離子體室HL-2A(托克馬克)2.合肥等離子體所—EAST(托克馬克)3.上海激光研究所——神光2(慣性約束)4.華中科技大學——jtext(托克馬克)5.中科大——KTX(RFP)6.浙江大學——模擬7.北京大學(中科院物理所)——理論8.哈工大——理論國外的話:
普林斯頓等離子體實驗室(PPPL)
德國馬普實驗室等離子體
美國南加州理工(LAPD裝置)
日本(LCD、JT系列吧)
韓國KSTAR(托克馬克大裝置與EAST相當)
MIT也有一些等離子體方面的黑科技
國內外還有一些別的裝置,我目前想不到了,即使想到我也不想寫了。因為我寫出來的都算比較靠前的了。
❸ 求問托克馬克的原理
Tokamak)[1]是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。它的名字 Tokamak 來源於環形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka)。最初是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀50年代發明的。
托卡馬克的中央是一個環形的真空室(有點像輪胎),外面纏繞著多組一定形態的線圈。真空室內充入一定氣體,在燈絲的熱電子或者微波等預電離手段的作用下,產生少量離子,然後通過感應或者微波、中性束注入等方式,激發並維持一個強大的環形等離子體電流。這個等離子體電流與外面的線圈電流一起,產生一定的螺旋型磁場,將其中的等離子體約束住,並使其與外界盡可能地絕熱。這樣,等離子體才能被感應、中性束、離子迴旋共振、電子迴旋共振、低雜波等方式加熱到上億度的高溫,以達到核聚變的目的。
編輯本段原理如何克服巨大的靜電斥力將原子核聚到一起,還要將它們的密度維持在一定水平以防不安全的能量爆發(如氫彈就是不可控的核聚變)?前蘇聯科學家在20世紀50年代初率先提出磁約束的概念,並在1954年建成了第一個磁約束裝置—形如中空麵包圈的環形容器「托克馬克(Tokamak)」,又稱環流器。一般情況下,在超過10萬攝氏度的磁場中,原子中的電子就脫離了原子核的束縛,形成等離子體。帶電粒子會沿磁力線做螺旋式運動,所以等離子體就這樣被約束在這種環形的磁場中,也叫磁籠。
❹ 托克馬克是什麼人
托克馬克的中國情結
——吉爾吉斯斯坦紀行之三(連載)
本報特派記者 孫勇軍 法制日報記者 孫太輝
從吉爾吉斯斯坦首都比什凱克東去約60公里,有一座名叫
托克馬克的小城。托克馬克是比什凱克通往吉著名的旅遊勝地—
——聞名遐邇的世界最大山地湖之一伊塞克湖的必經之路。
伊塞克湖群山環抱,藍天白雲雪山碧水相映成趣,美不勝
收。然而,我們驅車駛離比什凱克東進,並不是為了欣賞大自
然的湖光山色,而是專程去托克馬克體驗那裡濃濃的中國氛圍。
當地朋友告訴記者,在托克馬克市區及其周圍的馬三旗、米糧
川和新渠等村落里,生活著3萬多根在中國的東幹人。時至今日,
東幹人保留著中國晚清時期的生活習慣。他們多事農桑,日出
而作,日落而息,中國的傳統美德在這里得以繼承和發展。
托克馬克瀕楚河故道,小城寧靜而祥和。楚河源於高山溶
化的雪水,河面不寬但水流湍急。多少年來,甘甜的楚河水無
私地哺育了沿岸的人民。逆流而上,便是層巒疊嶂的天山山脈。
天山山脈從南東西三面環抱著一馬平川的楚河谷地,忠實地庇
護著這里的萬物生靈。
小城依山傍水,的確是繁衍生息的好地方。我們來到托克
馬克,正巧遇上一對東干族青年舉行婚禮。熱情好客的東幹人
邀請我們與他們一起分享幸福與歡樂。走進這戶人家的院子,
只見一對新人正在向前來賀喜的親友鞠躬行禮表示感謝。門口,
一位司儀高聲通報前來賀喜的親友身份,其後是一名「賬房先
生」(東幹人對財會人員的稱呼)坐在桌前,干凈麻利地記錄
著親友帶來的賀禮。
年輕英俊的新郎身穿一身深色的西裝,頭戴一頂深色的禮
帽;新娘一身典型的中國近代新娘服飾,大紅的斜襟大襖,襖
上綉滿了龍鳳呈祥的喜慶圖案,發髻高綰,端莊美麗。見到有
親友前來,一對新人雙雙一揖到地,向客人行中國傳統的作揖
鞠躬大禮。
我們與一位白發蒼蒼的老人攀談起來。老人用帶著濃重西
北口音的漢語說,「東幹人在這里已經生活了120多年,現在舉
行婚禮的是東幹人的第六代。」「以前年輕人成親,新郎官都
要穿長袍、著馬褂,頭戴瓜皮小帽。現在時代不同了,年輕人
都喜歡時髦。」說起「東干」一詞的來源,老人告訴我們,19
世紀六七十年代,在我國西北地區的甘肅、陝西和寧夏一帶發
生了回民起義。起義隊伍最後有約6000人來到中亞,其中最大
的一支在白彥虎的率領下來到了楚河岸邊紮下「營盤」(東干
人對村落及其棲息地的叫法)。可能是因為他們來自天山以東,
亦或與甘肅有關,當地人便把他們稱為東幹人。
目前生活在中亞地區的東幹人大約共有5萬人,其中多數居
住在托克馬克市附近。周圍的馬三旗、新渠等地是東幹人聚居
區,那裡差不多百分之百的居民都是東幹人。他們在中亞保持
原有的生活方式,基本不與外族通婚。也許正是因為這樣,晚
清時期的中國傳統和風俗以及西北地區方言得以完整地保留了
下來。至今,他們仍把政府官員稱作「大人」,把政府機關稱
作「衙門」,把自己的老婆稱作「婆姨」。
東幹人多數從事農業生產。他們以勤勞著稱,得到了中亞
地區各民族的一致認可。當地人說,東幹人種的莊稼都要比其
他民族種的長得好,這並非是上蒼對他們格外開恩,而是東干
人正在用自己勤勞的雙手建設美好的家園。
由於歷史原因,東幹人在蘇聯時期與中國的交往幾乎是一
片空白。中亞各國獨立後,各國政府積極鼓勵各族人民擴大對
外交流,東幹人與中國的聯系才日漸密切起來。一位名叫艾里
克的東干小夥子對記者說,他曾多次到過中國,這里的東干協
會也多次組團訪問過陝西、新疆等地,探索招商引資的途徑。
他說「我親眼看到了中國人民富足的生活,對根在中國感到非
常自豪。」
艾里克說,東幹人對自己的「故國」、對自己的「根」懷
有深深的熱愛。他們普遍希望利用自己與中國獨特的「血緣關
系」,充當中國與中亞地區睦鄰合作的紐帶。(完)
(本報托克馬克電)
《人民日報》 (1999年12月08日第6版)
❺ 中科院的全超導的「人造太陽」——托克馬克核聚變試驗裝置的調試運行成功,使我國在該領域的研究處於世界
可控核聚變俗稱人造太陽,因為太陽的原理就是核聚變反應。(核聚變反應主要藉助氫同位素。核聚變不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射,不產生核廢料,當然也不產生溫室氣體,基本不污染環境)人們認識熱核聚變是從氫彈爆炸開始的。科學家們希望發明一種裝置,可以有效控制「氫彈爆炸」的過程,讓能量持續穩定的輸出。科學家們把這類裝置比喻為「人造太陽」。
為實現磁力約束,需要一個能產生足夠強的環形磁場的裝置,這種裝置就被稱作「托克馬克裝置」——TOKAMAK,也就是俄語中是由「環形」、「真空」、「磁」、「線圈」的字頭組成的縮寫。早在1954年,在原蘇聯庫爾恰托夫原子能研究所就建成了世界上第一個托卡馬克裝置。貌似很順利吧?其實不然,要想能夠投入實際使用,必須使得輸入裝置的能量遠遠小於輸出的能量才行,我們稱作能量增益因子——Q值。當時的托卡馬克裝置是個很不穩定的東西,搞了十幾年,也沒有得到能量輸出,直到1970年,前蘇聯才在改進了很多次的托卡馬克裝置上第一次獲得了實際的能量輸出,不過要用當時最高級設備才能測出來,Q值大約是10億分之一。別小看這個十億分之一,這使得全世界看到了希望,於是全世界都在這種激勵下大幹快上,紛紛建設起自己的大型托卡馬克裝置,歐洲建設了聯合環-JET,蘇聯建設了T20(後來縮水成了T15,線圈小了,但是上了超導),日本的JT-60和美國的TFTR(托卡馬克聚變實驗反應器的縮寫)。這些托卡馬克裝置一次次把能量增益因子(Q)值的紀錄刷新,1991年歐洲的聯合環實現了核聚變史上第一次氘-氚運行實驗,使用6:1的氘氚混合燃料,受控核聚變反應持續了2秒鍾,獲得了0.17萬千瓦輸出功率,Q值達0.12。1993年,美國在TFTR上使用氘、氚1:1的燃料,兩次實驗釋放的聚變能分別為0.3萬千瓦和0.56萬千瓦,Q值達到了0.28。1997年9月,聯合歐洲環創1.29萬千瓦的世界紀錄,Q值達0.60,持續了2秒。僅過了39天,輸出功率又提高到1.61萬千瓦, Q值達到0.65。三個月以後,日本的JT-60上成功進行了氘-氘反應實驗,換算到氘-氚反應,Q值可以達到1。後來,Q值又超過了1.25。這是第一次Q值大於1,盡管氘-氘反應是不能實用的(這個後面再說),但是托卡馬克理論上可以真正產生能量了。在這個大環境下,中國也不例外,在70年代就建設了數個實驗托卡馬克裝置——環流一號(HL-1)和CT-6,後來又建設了HT-6,HT-6B,以及改建了HL1M,新建了環流2號。有種說法,說中國的托卡馬克裝置研究是從俄羅斯贈送設備開始的,這是不對的,HT6/HL1的建設都早於俄羅斯贈送的HT-7系統。HT-7以前,中國的幾個設備都是普通的托卡馬克裝置,而俄羅斯贈送的HT-7則是中國第一個「超脫卡馬克」裝置。什麼是「超脫卡馬克裝置」呢?回過頭來說,托卡馬克裝置的核心就是磁場,要產生磁場就要用線圈,就要通電,有線圈就有導線,有導線就有電阻。托卡馬克裝置越接近實用就要越強的磁場,就要給導線通過越大的電流,這個時候,導線里的電阻就出現了,電阻使得線圈的效率降低,同時限制通過大的電流,不能產生足夠的磁場。托卡馬克貌似走到了盡頭。幸好,超導技術的發展使得托卡馬克峰迴路轉,只要把線圈做成超導體,理論上就可以解決大電流和損耗的問題,於是,使用超導線圈的托卡馬克裝置就誕生了,這就是超脫卡馬克。目前為止,世界上有4個國家有各自的大型超脫卡馬克裝置,法國的Tore-Supra,俄羅斯的T-15,日本的JT-60U,和中國的EAST。除了EAST以外,其他四個大概都只能叫「准超托卡馬克」,它們的水平線圈是超導的,垂直線圈則是常規的,因此還是會受到電阻的困擾。此外他們三個的線圈截面都是圓形的,而為了增加反應體的容積,EAST則第一次嘗試做成了非原型截面。此外,在建的還有德國的螺旋石-7,規模比EAST大,但是技術水平差不多。
❻ 什麼是可控核聚變技術
現時國際上比較流行的可控核聚變技術主要分為兩種,一種是利用磁力約束等離子體的「托克馬克裝置」,另一種是利用激光誘導反應的「自慣性約束反應堆」。兩者均無理論障礙,但都有不少技術上的難關。托克馬克裝置需要有可靠的超導體電磁線圈組,而自慣性約束反應堆則需要壽命長、可靠性高的大功率激光裝置。
❼ 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置的基本原理
核能是能源家族的新成員,包括裂變能和聚變能兩種主要形式。裂變能是重金屬元素的核子通過裂變而釋放的巨大能量。受控核裂變技術的發展已使裂變能的應用實現了商用化,如核(裂變)電站。裂變需要的鈾等重金屬元素在地球上含量稀少,而且常規裂變反應堆會產生放射性較強的核廢料,這些因素限制了裂變能的發展。聚變能是兩個較輕的原子核聚合為一個較重的原子核並釋放出的能量。目前開展的受控核聚變研究正是致力於實現聚變能的和平利用。其實,人類已經實現了氘氚核聚變--氫彈爆炸,但那是不可控制的瞬間能量釋放,人類更需要受控核聚變。維系聚變的燃料是氫的同位素氘和氚,氘在地球的海水中有極其豐富的蘊藏量。經測算,l升海水所含氘產生的聚變能等同於300升汽油所釋放的能量。海水中氘的儲量可使人類使用幾十億年。特別的,聚變產生的廢料為氦氣,是清潔和安全的。因此,聚變能是一種無限的、清潔的、安全的新能源。這就是世界各國尤其是發達國家不遺餘力競相研究、開發聚變能的根本原因。
受控熱核聚變能的研究主要有兩種--慣性約束核聚變和磁約束核聚變。前者利用超高強度的激光在極短的時間內輻照氘氚靶來實現聚變,後者則利用強磁場可很好地約束帶電粒子的特性,將氘氚氣體約束在一個特殊的磁容器中並加熱至數億攝氏度高溫,實現聚變反應。
托卡馬克(Tokamak)是前蘇聯科學家於20世紀50年代發明的環形磁約束受控核聚變實驗裝置。經過近半個世紀的努力,在托卡馬克上產生聚變能的科學可行性已被證實,但相關結果都是以短脈沖形式產生的,與實際反應堆的連續運行有較大距離。超導技術成功地應用於產生托卡馬克強磁場的線圈上,是受控熱核聚變能研究的一個重大突破。超導托卡馬克使磁約束位形能連續穩態運行,是公認的探索和解決未來聚變反應堆工程及物理問題的最有效的途徑。目前建造超導裝置開展聚變研究已成為國際熱潮。
托克馬克從本質上說是一種脈沖裝置,因為等離子體電流是通過感應方式驅動的。但是,存在所謂的「先進托克馬克」運行的可能性,即它們可以利用非感應外部驅動和發生在等離子體內的自然的壓強驅動電流相結合而實現運行。它們需要仔細地調節壓強和約束使之最佳化。在理論和實驗上正在研究這種先進托克馬克,因為連續運行對聚變功率的產生是最有希望的,其相對小的尺寸導致比類ITER設計更經濟的電站。先進超導托克馬克實驗裝置是指裝置的環向磁場和極向磁場線圈都是超導材料繞制而成的,它可以大大節省供電功率,長時間維持磁體工作,並且可以得到較高的磁場。
等離子體物理研究所主要從事高溫等離子體物理、受控熱核聚變技術的研究以及相關高技術的開發研究工作,擔負著國家核聚變大科學工程的建設和研究任務,先後建成HT-6B、HT-6M等托卡馬克實驗裝置。1994年底,等離子體所成功地建成我國第一台大型超導托卡馬克裝置HT-7,使我國進入超導托卡馬克研究階段,研究成果引起了國際聚變界的廣泛關注。「九五」國家重大科學工程--大型非圓截面全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST計劃的實施,標志著我國進入國際大型聚變裝置(近堆芯參數條件)的實驗研究階段,表明中國核聚變研究在國際上已佔有重要地位。