❶ 详细介绍一下反物质,还有托克马克装置,等等囚禁装置(详细一点)
托马克装置:超导托卡马克装置是一种利用磁约束和真空绝热来实现受控核聚变的环形容器。它使得磁约束位形的连续稳态运行成为现实。超导托卡马克被公认为是探索、解决未来稳态聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。
反物质是一种人类陌生的物质形式,在粒子物理学里,反物质是反粒子概念的延伸,反物质是由反粒子构成的。反物质和物质是相对立的,会如同粒子与反粒子结合一般,导致两者湮灭并释放出高能光子或伽玛射线。1932年由美国物理学家卡尔·安德森在实验中证实了正电子的存在。随后又发现了负质子和自旋方向相反的反中子。到目前为止,已经发现了300多种基本粒子,这些基本粒子都是正反成对存在的,也就是说,任何粒子都可能存在着反粒子,2010年11月17日,欧洲研究人员在科学史上首次成功“抓住”微量反物质。2011年5月初,中国科学技术大学与美国科学家合作发现迄今最重反物质粒子——反氦4。2011年6月5日欧洲核子研究中心的科研人员宣布已成功抓取反氢原子超过15分钟。
❷ 中国自主研制托克马克装置EAST,多久实验一次呢
国内的话:1.核工业西南所—等离子体室HL-2A(托克马克)2.合肥等离子体所—EAST(托克马克)3.上海激光研究所——神光2(惯性约束)4.华中科技大学——jtext(托克马克)5.中科大——KTX(RFP)6.浙江大学——仿真7.北京大学(中科院物理所)——理论8.哈工大——理论国外的话:
普林斯顿等离子体实验室(PPPL)
德国马普实验室等离子体
美国南加州理工(LAPD装置)
日本(LCD、JT系列吧)
韩国KSTAR(托克马克大装置与EAST相当)
MIT也有一些等离子体方面的黑科技
国内外还有一些别的装置,我目前想不到了,即使想到我也不想写了。因为我写出来的都算比较靠前的了。
❸ 求问托克马克的原理
Tokamak)[1]是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字 Tokamak 来源于环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。
托卡马克的中央是一个环形的真空室(有点像轮胎),外面缠绕着多组一定形态的线圈。真空室内充入一定气体,在灯丝的热电子或者微波等预电离手段的作用下,产生少量离子,然后通过感应或者微波、中性束注入等方式,激发并维持一个强大的环形等离子体电流。这个等离子体电流与外面的线圈电流一起,产生一定的螺旋型磁场,将其中的等离子体约束住,并使其与外界尽可能地绝热。这样,等离子体才能被感应、中性束、离子回旋共振、电子回旋共振、低杂波等方式加热到上亿度的高温,以达到核聚变的目的。
编辑本段原理如何克服巨大的静电斥力将原子核聚到一起,还要将它们的密度维持在一定水平以防不安全的能量爆发(如氢弹就是不可控的核聚变)?前苏联科学家在20世纪50年代初率先提出磁约束的概念,并在1954年建成了第一个磁约束装置—形如中空面包圈的环形容器“托克马克(Tokamak)”,又称环流器。一般情况下,在超过10万摄氏度的磁场中,原子中的电子就脱离了原子核的束缚,形成等离子体。带电粒子会沿磁力线做螺旋式运动,所以等离子体就这样被约束在这种环形的磁场中,也叫磁笼。
❹ 托克马克是什么人
托克马克的中国情结
——吉尔吉斯斯坦纪行之三(连载)
本报特派记者 孙勇军 法制日报记者 孙太辉
从吉尔吉斯斯坦首都比什凯克东去约60公里,有一座名叫
托克马克的小城。托克马克是比什凯克通往吉着名的旅游胜地—
——闻名遐迩的世界最大山地湖之一伊塞克湖的必经之路。
伊塞克湖群山环抱,蓝天白云雪山碧水相映成趣,美不胜
收。然而,我们驱车驶离比什凯克东进,并不是为了欣赏大自
然的湖光山色,而是专程去托克马克体验那里浓浓的中国氛围。
当地朋友告诉记者,在托克马克市区及其周围的马三旗、米粮
川和新渠等村落里,生活着3万多根在中国的东干人。时至今日,
东干人保留着中国晚清时期的生活习惯。他们多事农桑,日出
而作,日落而息,中国的传统美德在这里得以继承和发展。
托克马克濒楚河故道,小城宁静而祥和。楚河源于高山溶
化的雪水,河面不宽但水流湍急。多少年来,甘甜的楚河水无
私地哺育了沿岸的人民。逆流而上,便是层峦叠嶂的天山山脉。
天山山脉从南东西三面环抱着一马平川的楚河谷地,忠实地庇
护着这里的万物生灵。
小城依山傍水,的确是繁衍生息的好地方。我们来到托克
马克,正巧遇上一对东干族青年举行婚礼。热情好客的东干人
邀请我们与他们一起分享幸福与欢乐。走进这户人家的院子,
只见一对新人正在向前来贺喜的亲友鞠躬行礼表示感谢。门口,
一位司仪高声通报前来贺喜的亲友身份,其后是一名“账房先
生”(东干人对财会人员的称呼)坐在桌前,干净麻利地记录
着亲友带来的贺礼。
年轻英俊的新郎身穿一身深色的西装,头戴一顶深色的礼
帽;新娘一身典型的中国近代新娘服饰,大红的斜襟大袄,袄
上绣满了龙凤呈祥的喜庆图案,发髻高绾,端庄美丽。见到有
亲友前来,一对新人双双一揖到地,向客人行中国传统的作揖
鞠躬大礼。
我们与一位白发苍苍的老人攀谈起来。老人用带着浓重西
北口音的汉语说,“东干人在这里已经生活了120多年,现在举
行婚礼的是东干人的第六代。”“以前年轻人成亲,新郎官都
要穿长袍、着马褂,头戴瓜皮小帽。现在时代不同了,年轻人
都喜欢时髦。”说起“东干”一词的来源,老人告诉我们,19
世纪六七十年代,在我国西北地区的甘肃、陕西和宁夏一带发
生了回民起义。起义队伍最后有约6000人来到中亚,其中最大
的一支在白彦虎的率领下来到了楚河岸边扎下“营盘”(东干
人对村落及其栖息地的叫法)。可能是因为他们来自天山以东,
亦或与甘肃有关,当地人便把他们称为东干人。
目前生活在中亚地区的东干人大约共有5万人,其中多数居
住在托克马克市附近。周围的马三旗、新渠等地是东干人聚居
区,那里差不多百分之百的居民都是东干人。他们在中亚保持
原有的生活方式,基本不与外族通婚。也许正是因为这样,晚
清时期的中国传统和风俗以及西北地区方言得以完整地保留了
下来。至今,他们仍把政府官员称作“大人”,把政府机关称
作“衙门”,把自己的老婆称作“婆姨”。
东干人多数从事农业生产。他们以勤劳着称,得到了中亚
地区各民族的一致认可。当地人说,东干人种的庄稼都要比其
他民族种的长得好,这并非是上苍对他们格外开恩,而是东干
人正在用自己勤劳的双手建设美好的家园。
由于历史原因,东干人在苏联时期与中国的交往几乎是一
片空白。中亚各国独立后,各国政府积极鼓励各族人民扩大对
外交流,东干人与中国的联系才日渐密切起来。一位名叫艾里
克的东干小伙子对记者说,他曾多次到过中国,这里的东干协
会也多次组团访问过陕西、新疆等地,探索招商引资的途径。
他说“我亲眼看到了中国人民富足的生活,对根在中国感到非
常自豪。”
艾里克说,东干人对自己的“故国”、对自己的“根”怀
有深深的热爱。他们普遍希望利用自己与中国独特的“血缘关
系”,充当中国与中亚地区睦邻合作的纽带。(完)
(本报托克马克电)
《人民日报》 (1999年12月08日第6版)
❺ 中科院的全超导的“人造太阳”——托克马克核聚变试验装置的调试运行成功,使我国在该领域的研究处于世界
可控核聚变俗称人造太阳,因为太阳的原理就是核聚变反应。(核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境)人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置,可以有效控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出。科学家们把这类装置比喻为“人造太阳”。
为实现磁力约束,需要一个能产生足够强的环形磁场的装置,这种装置就被称作“托克马克装置”——TOKAMAK,也就是俄语中是由“环形”、“真空”、“磁”、“线圈”的字头组成的缩写。早在1954年,在原苏联库尔恰托夫原子能研究所就建成了世界上第一个托卡马克装置。貌似很顺利吧?其实不然,要想能够投入实际使用,必须使得输入装置的能量远远小于输出的能量才行,我们称作能量增益因子——Q值。当时的托卡马克装置是个很不稳定的东西,搞了十几年,也没有得到能量输出,直到1970年,前苏联才在改进了很多次的托卡马克装置上第一次获得了实际的能量输出,不过要用当时最高级设备才能测出来,Q值大约是10亿分之一。别小看这个十亿分之一,这使得全世界看到了希望,于是全世界都在这种激励下大干快上,纷纷建设起自己的大型托卡马克装置,欧洲建设了联合环-JET,苏联建设了T20(后来缩水成了T15,线圈小了,但是上了超导),日本的JT-60和美国的TFTR(托卡马克聚变实验反应器的缩写)。这些托卡马克装置一次次把能量增益因子(Q)值的纪录刷新,1991年欧洲的联合环实现了核聚变史上第一次氘-氚运行实验,使用6:1的氘氚混合燃料,受控核聚变反应持续了2秒钟,获得了0.17万千瓦输出功率,Q值达0.12。1993年,美国在TFTR上使用氘、氚1:1的燃料,两次实验释放的聚变能分别为0.3万千瓦和0.56万千瓦,Q值达到了0.28。1997年9月,联合欧洲环创1.29万千瓦的世界纪录,Q值达0.60,持续了2秒。仅过了39天,输出功率又提高到1.61万千瓦, Q值达到0.65。三个月以后,日本的JT-60上成功进行了氘-氘反应实验,换算到氘-氚反应,Q值可以达到1。后来,Q值又超过了1.25。这是第一次Q值大于1,尽管氘-氘反应是不能实用的(这个后面再说),但是托卡马克理论上可以真正产生能量了。在这个大环境下,中国也不例外,在70年代就建设了数个实验托卡马克装置——环流一号(HL-1)和CT-6,后来又建设了HT-6,HT-6B,以及改建了HL1M,新建了环流2号。有种说法,说中国的托卡马克装置研究是从俄罗斯赠送设备开始的,这是不对的,HT6/HL1的建设都早于俄罗斯赠送的HT-7系统。HT-7以前,中国的几个设备都是普通的托卡马克装置,而俄罗斯赠送的HT-7则是中国第一个“超脱卡马克”装置。什么是“超脱卡马克装置”呢?回过头来说,托卡马克装置的核心就是磁场,要产生磁场就要用线圈,就要通电,有线圈就有导线,有导线就有电阻。托卡马克装置越接近实用就要越强的磁场,就要给导线通过越大的电流,这个时候,导线里的电阻就出现了,电阻使得线圈的效率降低,同时限制通过大的电流,不能产生足够的磁场。托卡马克貌似走到了尽头。幸好,超导技术的发展使得托卡马克峰回路转,只要把线圈做成超导体,理论上就可以解决大电流和损耗的问题,于是,使用超导线圈的托卡马克装置就诞生了,这就是超脱卡马克。目前为止,世界上有4个国家有各自的大型超脱卡马克装置,法国的Tore-Supra,俄罗斯的T-15,日本的JT-60U,和中国的EAST。除了EAST以外,其他四个大概都只能叫“准超托卡马克”,它们的水平线圈是超导的,垂直线圈则是常规的,因此还是会受到电阻的困扰。此外他们三个的线圈截面都是圆形的,而为了增加反应体的容积,EAST则第一次尝试做成了非原型截面。此外,在建的还有德国的螺旋石-7,规模比EAST大,但是技术水平差不多。
❻ 什么是可控核聚变技术
现时国际上比较流行的可控核聚变技术主要分为两种,一种是利用磁力约束等离子体的“托克马克装置”,另一种是利用激光诱导反应的“自惯性约束反应堆”。两者均无理论障碍,但都有不少技术上的难关。托克马克装置需要有可靠的超导体电磁线圈组,而自惯性约束反应堆则需要寿命长、可靠性高的大功率激光装置。
❼ 全超导托卡马克核聚变实验装置的基本原理
核能是能源家族的新成员,包括裂变能和聚变能两种主要形式。裂变能是重金属元素的核子通过裂变而释放的巨大能量。受控核裂变技术的发展已使裂变能的应用实现了商用化,如核(裂变)电站。裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少,而且常规裂变反应堆会产生放射性较强的核废料,这些因素限制了裂变能的发展。聚变能是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核并释放出的能量。目前开展的受控核聚变研究正是致力于实现聚变能的和平利用。其实,人类已经实现了氘氚核聚变--氢弹爆炸,但那是不可控制的瞬间能量释放,人类更需要受控核聚变。维系聚变的燃料是氢的同位素氘和氚,氘在地球的海水中有极其丰富的蕴藏量。经测算,l升海水所含氘产生的聚变能等同于300升汽油所释放的能量。海水中氘的储量可使人类使用几十亿年。特别的,聚变产生的废料为氦气,是清洁和安全的。因此,聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。这就是世界各国尤其是发达国家不遗余力竞相研究、开发聚变能的根本原因。
受控热核聚变能的研究主要有两种--惯性约束核聚变和磁约束核聚变。前者利用超高强度的激光在极短的时间内辐照氘氚靶来实现聚变,后者则利用强磁场可很好地约束带电粒子的特性,将氘氚气体约束在一个特殊的磁容器中并加热至数亿摄氏度高温,实现聚变反应。
托卡马克(Tokamak)是前苏联科学家于20世纪50年代发明的环形磁约束受控核聚变实验装置。经过近半个世纪的努力,在托卡马克上产生聚变能的科学可行性已被证实,但相关结果都是以短脉冲形式产生的,与实际反应堆的连续运行有较大距离。超导技术成功地应用于产生托卡马克强磁场的线圈上,是受控热核聚变能研究的一个重大突破。超导托卡马克使磁约束位形能连续稳态运行,是公认的探索和解决未来聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。目前建造超导装置开展聚变研究已成为国际热潮。
托克马克从本质上说是一种脉冲装置,因为等离子体电流是通过感应方式驱动的。但是,存在所谓的“先进托克马克”运行的可能性,即它们可以利用非感应外部驱动和发生在等离子体内的自然的压强驱动电流相结合而实现运行。它们需要仔细地调节压强和约束使之最佳化。在理论和实验上正在研究这种先进托克马克,因为连续运行对聚变功率的产生是最有希望的,其相对小的尺寸导致比类ITER设计更经济的电站。先进超导托克马克实验装置是指装置的环向磁场和极向磁场线圈都是超导材料绕制而成的,它可以大大节省供电功率,长时间维持磁体工作,并且可以得到较高的磁场。
等离子体物理研究所主要从事高温等离子体物理、受控热核聚变技术的研究以及相关高技术的开发研究工作,担负着国家核聚变大科学工程的建设和研究任务,先后建成HT-6B、HT-6M等托卡马克实验装置。1994年底,等离子体所成功地建成我国第一台大型超导托卡马克装置HT-7,使我国进入超导托卡马克研究阶段,研究成果引起了国际聚变界的广泛关注。“九五”国家重大科学工程--大型非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置EAST计划的实施,标志着我国进入国际大型聚变装置(近堆芯参数条件)的实验研究阶段,表明中国核聚变研究在国际上已占有重要地位。