核聚變的案例
螺旋天線助力核聚變反應
DIII-D研究項目是全球開發可行核聚變裝置的關鍵環節。在很大程度上，這應歸功于各機構之間的高度協作，以及仿真和建模帶來的便利。
Torreblanca總結道：“我們正致力于解決全球能源問題。如果我們能利用COMSOL軟件及時取得有益的結果，那將意味著我們朝實現核聚變又邁進了一大步。”
核聚變箍縮反應堆
目前，核聚變動力太空飛行和核聚變能量發電仍然停留在理論階段，但Zap能源公司已瞄準了這一目標。
作者：Tom Clynes
超導核聚變實驗裝置研究工具—工作站/集群硬件配置推薦
超導核聚變實驗裝置用于研究核聚變技術和相關的物理現象。核聚變是一種能源產生方式，它通過將輕元素的原子核融合在一起，釋放出巨大的能量。這種技術潛在地能夠提供清潔、可持續的能源。
超導核聚變實驗裝置主要關注以下幾個方面的研究內容：
1) 等離子體物理學：研究等離子體的行為和性質，包括等離子體的穩定性、輸運性質、熱力學行為等。
2) 磁場和超導性能：研究超導磁體的設計、制造和性能，以及磁場對等離子體的控制和穩定性的影響。
3) 等離子體壁相互作用：研究等離子體與壁之間的相互作用，包括等離子體與材料壁的相互作用、粒子輸運等。
4) 放射性材料和輻射工程：研究與核聚變過程相關的輻射效應和材料的輻射損傷。
關于軟件的使用，超導核聚變實驗裝置通常會采用多種軟件進行模擬、控制和數據分析。下面是一些常用的軟件：
1) 等離子體模擬軟件：如COMSOL、ANSYS等，用于模擬等離子體的行為、磁場分布和能量傳輸等。
2) 磁體設計軟件：如TOSCA、Opera等，用于設計和模擬超導磁體的磁場分布和性能。
3) 數據分析軟件：如MATLAB、Python等，用于處理實驗數據、進行數據分析和可視化。
4) 控制系統軟件：根據具體的實驗裝置和要求，可能會采用自定義的控制系統軟件，用于實驗裝置的運行、監測和控制。
TOSCA軟件計算特點
TOSCA（磁場和磁體計算應用軟件）是一種專門用于磁場分析和超導磁體設計的軟件。它使用有限元方法（Finite Element Method，FEM）來求解磁場問題。
TOSCA主要采用以下算法和求解器：
1) 有限元方法（FEM）：有限元方法是一種常用的數值方法，用于離散化和求解偏微分方程。它將問題域分割為有限數量的小元素，然后在每個元素內近似求解方程。
展開 可控核聚變工程化推進，特種電源如何支撐聚變裝置穩定運行
隨著磁約束核聚變研究向高參數、長脈沖、高約束模式發展，聚變裝置對供電系統的要求已遠超常規工業電源。無論是超導磁體勵磁、中性束注入高壓供電，還是等離子體診斷、弧流驅動等環節，都需要電源具備極低紋波、高穩定度、快速動態響應以及在強電磁干擾環境下長期可靠工作的能力。尤其是在脈沖工況下，電源需在毫秒級時間內完成能量精確輸出，任何波動都可能影響等離子體約束狀態。
在國內新一代聚變裝置建設中，電源系統的自主化程度不斷提升。武漢森木磊石長期深耕大功率高精度特種電源領域，圍繞 HL?2M 等聚變裝置的實際需求，開發了適用于磁體系統、加熱系統、真空系統及診斷系統的系列化電源產品。其在高壓絕緣設計、高頻軟開關拓撲、多模塊串并聯均流均壓控制、電磁兼容優化等方面形成了成熟技術方案，能夠滿足聚變裝置復雜工況下的高精度、高可靠供電需求。
深耕聚變電源領域，具備完整工程驗證經驗的國產電源供應商，將在產業鏈中承擔越來越重要的角色。其中，武漢森木磊石作為
國內聚變電源解決方案最齊全、應用案例最多的企業，憑借覆蓋PSM電源模塊、陽極高壓電源、輔助放電電源等全品類的完整解決方案，依托在 HL?2M 這一國內核心托卡馬克裝置配套中積累的豐富技術與項目經驗，持續優化產品性能、完善解決方案，不僅為當前聚變實驗裝置提供穩定可靠的電力支撐，更將助力國產聚變電源技術的迭代升級，推動我國磁約束核聚變工程化進程穩步向前，為實現聚變能源自主可控奠定堅實基礎。
展開 
為可控核聚變鋪平道
nen說，“未來的研究或許能找到使等離子體有效維持在一起的方法，并使穩定的核聚變反應堆成為可能。”
什么是球形閃電？
幾個世紀以來，一直都有雷暴中出現球形閃電的記錄，有的只有高爾夫球大小，有的直徑寬達數米。球形閃電的持續時間在1秒到幾十秒不等。許多報告稱，這種閃電會傷害甚至致人死亡，或者引起建筑物火災。
在英國《每日郵報》于1936年收到的一份信件中，一位讀者描述他看到一個“巨大、紅色的火球出現在天空中”。“它擊中了我們的房屋，切斷了電話線，燒毀了窗欞，然后掉入了放在下方的一大桶水中，”信中如是寫道。
浙江大學的研究者提出，球狀閃電的明亮閃光是由于微波被局限于等離子體空泡中產生的。
“在擊向地面的閃電末端，會產生相對論性質的電子束，激起強烈的微波輻射，”研究者在發表于《科學報告》（Scientific
Reports）期刊上的論文中寫道，“后者會使局部空氣電離，而輻射壓力將生成的等離子體排空，形成一個穩定捕捉輻射的球形等離子體空泡。”
被捕獲在空泡內部的微波會在一段時間內繼續產生等離子體，并維持在球形閃電期間出現的明亮閃光。隨著空泡內的輻射開始消散，這個火球會逐漸消失，而當微波泄漏時，球形閃電可能會劇烈爆炸。
展開 核能利用：裂變和聚變
核能的釋放通常有兩種形式，一種是重核的裂變，即一個重原子核（如鈾、钚），分裂成兩個或多個中等原子量的原子核，引起鏈式反應，從而釋放出巨大的能量；另一種是輕核的聚變，即兩個輕原子核（如氫的同位素氘），聚合成為一個較重的核，從而釋放出巨大的能量。理論和實踐都證明，輕核聚變比重核聚變釋放出的能量要大得多。
利用重核裂變，人們已經制造出了原子彈，若通過反應堆對其加以人工控制，就可實現原子能發電。利用輕核聚變原理，人們已經制造出比原子彈殺傷力更大的氫彈，氫彈是無控制爆炸性核聚變。要實現核聚變能的和平利用，即核聚變發電，必須對核聚變實行人工控制，使核聚變反應按照人們的需要有序地進行，這就是受控核聚變，重核裂變能源。
1938年，放射化學家奧托·哈恩和物理學家施特拉斯曼發現鈾核裂變。1942年12月2日,世界上第一座核裂變反應堆在美國的芝加哥大學建成，人類在這里首次實現了自持鏈式反應，從而開始了受控的核能釋放。
1954年，前蘇聯在莫斯科附近的奧布寧斯克建成了世界上第一座核電站，輸出功率為5000千瓦。到60年代中期，核電站走向實用化和商品化。工業發達國家核電發電成本已與燃煤火力發電站持平甚至略低。
輕核聚變能源
輕原子核聚變反應的研究，可以追溯到30年代對太陽的研究。1938年，物理學家證明，太陽里進行的氫核聚變成氮核的反應，使它還能光芒萬丈地燃燒幾十億年。
受控核聚變反應的原理是：氘（氫同位素）原子核在上億攝氏度的高溫條件下發生聚變而釋放出巨大能量。由于這種熱核反應是人工控制的，因此可用作能源。
核聚變發電有許多無可比擬的優點：
能量巨大
核聚變比核裂變釋放出更多的能量。例如，鈾235的裂變反應，將千分之一的物質變成了能量；而氘的聚變反應，將近千分之四的物質變成了能量。
展開 國人在激光核聚變領域獲大突破
上海光機所高功率激光光學薄膜研制團隊經多年研發，成功實現了該技術對美國同類產品的超越，不但研制出了尺寸為:810毫米×430毫米×90毫米的米級尺寸偏振薄膜元件，其性能指標還全面優于美國國家點火裝置（NIF），以及法國（LMJ）聚變裝置所采用的同類產品，為我國神光III型激光裝置成為輸出能量居世界第二的激光核聚變驅動系統（僅次于美國 NIF） 做出了功不可沒的貢獻。
該技術還成功應用于中國航天科工集團第九總體設計部研發的LW-30戰術激光防御武器系統上，為其提供了用于激光發射子系統中的光束調焦和合束等用途的各類薄膜元件。
在激光發射子系統為數萬瓦（航展數據為30千瓦）高功率輸出條件下，實現了高功率激光在短時間內毀傷目標的預期效果。從公布的數據指標來看，該薄膜元件完全能滿足十萬千瓦級戰術激光武器系統的需要，為我國的戰術激光武器最終實現與美國并駕齊驅創造了良好的前提條件。
展開 Ansys助力ITER組織設計全球規模最大的高可持續核聚變電廠
Ansys將幫助ITER大幅降低材料需求和成本來生產清潔能源
主要亮點
Ansys仿真解決方案為分布于35個國家的工程師提供支持，幫助他們構建高精密ITER聚變能源裝置
ITER工程師使用Ansys仿真技術改進電磁（EM）結構設計、降低項目風險、減少物理原型設計并滿足嚴苛的安全標準
國際熱核聚變實驗堆（ITER）組織與Ansys 開展合作為ITER優化電磁結構設計和性能。ITER是全球規模最大的核聚變電廠，致力于以低成本提供清潔的凈能源，并長期維持聚變。通過達成一項新的多年合作協議，Ansys將與ITER工程師合作，改進項目風險管理、簡化系統開發并滿足關鍵的安全要求。
聚變能有望成為一種理想的能源，因為它在全天候不間斷發電的同時，幾乎不產生排放或長久的放射性廢料。然而，產生自持聚變反應需要將氫同位素的電離等離子體加熱到大約1.5億C°。為了在容納等離子體的同時保持這樣的極端溫度，ITER托卡馬克裝置使用了大規模超導磁鐵陣列，這本質上是在托卡馬克裝置的金屬真空容器內創建了一個隱形磁籠。而ITER工程師可利用Ansys仿真解決方案低成本地設計電磁結構。
展開 羽絨服、牛仔褲從蘇聯換來了中國第一個"人造太陽"
在開發核聚變能的路上，中國已從“追趕者”“并跑者”，成長為具備強大國際輸出能力的“領跑者”。
科普 | 太陽是如何在沒有氧氣的太空中燃燒的呢？
其實，太陽的燃燒與我們平時所見的燃燒并不相同，太陽內部在連續進行氫核聚變，它的光和熱就是由核聚變產生的。
核聚變又叫熱核反應，指的是質量小的原子，例如氘核（由一個質子和一個中子構成）或氚核（由一個質子和一兩個中子構成），在超高溫條件下結合成新的原子核——氦核，從而釋放出巨大的核能。在太陽內部，氫原子核在超高溫下發生聚變，以熱和光的形態釋放出巨大的核能。可以說，太陽核心每時每刻都在發生氫彈爆炸，比原子 彈爆炸的威力都大。
人類最早發現的核聚變反應是太陽內部發生的核反應，它不斷地向外輻射能量，向地球輸送能源。因此，核聚變也被看作是宇宙的能源。
隨著科學技術的發展，科研人員利用核聚變原理，進行“人造太陽”的研發。“人造太陽”擁有類似太陽的核聚變反應機制，匯聚了“超高溫”、“超低溫”、“超高真空”、“超強磁場”、“超大電流”等尖端技術，成功實現可重復的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行。
地球萬物生長所依賴的光和熱，源于太陽核聚變反應后釋放的能量。而“人造太陽”的出現，使人類有望徹底實現能源自由。
聲明
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展開 核聚變電廠發展變革
通過最新的聚變實驗發現，可以建造更小、更便宜的聚變堆，這引起了聚變電廠發展的變革。
1、聚變實驗新發現
“ASDEX升級”內部
磁籠可以將核聚變裝置中超過1億℃的熱等離子體保持在距容器壁一定距離的位置，這樣它們就不會融化。
最近，馬克斯·普朗克等離子體物理研究所（IPP）的研究人員找到了一種顯著縮短這一距離的方法。通過這種方法，可以建造更小、更便宜的聚變堆。這項研究發表在《物理評論快報》雜志上。
目前正在法國南部建造的國際實驗反應堆ITER，代表了聚變發電廠中最先進的發電方式。
該設計遵循托卡馬克原理，將超過1億℃的聚變等離子體限制在形狀像甜甜圈的磁場中。
這一設計方式防止了熱等離子體與容器壁接觸并損壞容器。
展開 
Ansys助力ITER組織設計全球規模最大的高可持續核聚變電廠
Ansys將幫助ITER大幅降低材料需求和成本來生產清潔能源
主要亮點
Ansys仿真解決方案為分布于35個國家的工程師提供支持，幫助他們構建高精密ITER聚變能源裝置
ITER工程師使用Ansys仿真技術改進電磁（EM）結構設計、降低項目風險、減少物理原型設計并滿足嚴苛的安全標準
國際熱核聚變實驗堆（ITER）組織與Ansys 開展合作為ITER優化電磁結構設計和性能。ITER是全球規模最大的核聚變電廠，致力于以低成本提供清潔的凈能源，并長期維持聚變。通過達成一項新的多年合作協議，Ansys將與ITER工程師合作，改進項目風險管理、簡化系統開發并滿足關鍵的安全要求。
聚變能有望成為一種理想的能源，因為它在全天候不間斷發電的同時，幾乎不產生排放或長久的放射性廢料。然而，產生自持聚變反應需要將氫同位素的電離等離子體加熱到大約1.5億C°。為了在容納等離子體的同時保持這樣的極端溫度，ITER托卡馬克裝置使用了大規模超導磁鐵陣列，這本質上是在托卡馬克裝置的金屬真空容器內創建了一個隱形磁籠。而ITER工程師可利用Ansys仿真解決方案低成本地設計電磁結構。
展開 溫度超過一億攝氏度，到底用了什么材料不被熔化？
2025年，由諶繼明團隊開發的第一壁將正式用于ITER項目，那是由中國、美國、歐盟、俄羅斯、日本、韓國、印度七方共同建造的一個核聚變實驗堆，也是世界上最大的托卡馬克裝置，被稱為當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程。
可控核聚變，被認為是解決未來能源的重要選擇。中國人的計劃是建造一座中國聚變工程實驗堆CFETR，真正將可控核聚變產生的熱量利用起來發電。到那時，人造太陽產生的近乎無限的清潔能量，將會最終解決能源與環境的平衡，帶我們進入一個綠色發展的未來。
看一下視頻：
△央視財經《經濟半小時》欄目視頻
End
來源：央視財經
評論處大家可以補充文章解釋不對或欠缺的部分，這樣下一個看到的人會學到更多，你知道的正是大家需要的。。。
【親點好看】小編工資漲五毛
↙↙↙別操機了，快來學UG軟件吧
展開 四代核電站的進化之旅（三）
在冷卻系統發生事故后，核燃料溫度上升速度比現役反應堆類型慢得多，進一步遠離堆芯熔化這種有嚴重后果的事故。鈉冷快堆的特點則實現了核燃料與反應產物之間的循環運轉，而且核燃料的再生速度比消耗速度更快，相當于越用越多，大大提升了鈾的利用率，還能減少高放射性廢物的產量。不過，現在為這些高大上的科技拍手叫好還為時尚早，據GIF的估計，第四代核電站最快也要到2030年才能投入商業運行。
更高目標：馴服核聚變
60多年來，核電站的實力可謂一代更比一代強，但它們無疑都是圍繞鈾、釷、钚這些重元素核裂變反應的原理做文章。如果和輕元素發生核聚變反應的原理相比，即便是當今最先進的第四代核電技術也要甘拜下風。
核聚變原料來自氫元素家族的氘和氚，在特定條件下發生碰撞，聚合成個頭稍大的氦元素。這個過程比鈾元素裂變產生的能量還要大得多，而產物只有無毒無放射性的氦氣，沒有棘手的高放射性廢物需要處理，原料的豐富程度也是鈾礦儲量難以企及的。太陽就是利用這樣的反應哺育了地球四五十億年。很遺憾，我們現在的科技水平還遠遠駕馭不了這種能量。其實，在第一座核電站問世前兩年，美國就已經率先利用核聚變原理，做成了比原子彈威力更強的武器——氫彈。但是，炸彈是沒法用來燒水做飯的，半個多世紀后的今天，人們依然“Hold”不住核聚變的野性。然而，把核聚變從毀滅性武器“馴化”成隨開隨關、火力可調的和平“爐灶”，一直是核電發展的革命性目標。
采用第三代核電技術EPR(歐洲先進壓水堆)的芬蘭奧基洛托核電站
來源：放射性工作室
展開 中國“人造太陽”首次實現1億度運行
據央視新聞客戶端11月12日報道，中科院等離子體所今天發布消息，我國大科學裝置“人造太陽”日前取得重大突破，實現加熱功率超過10兆瓦，等離子體儲能增加到300千焦，等離子體中心電子溫度首次達到1億度，獲得的多項實驗參數接近未來聚變堆穩態運行模式所需要的物理條件，朝著未來聚變堆實驗運行邁出了關鍵一步，也為人類開發利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術基礎。
圖/“人造太陽”大科學裝置 本文配圖均來自央視新聞客戶端
圖/“人造太陽”大科學裝置
東方超環（EAST）是等離子體所自主設計、研制并擁有完全知識產權的磁約束核聚變實驗裝置，是世界上第一個非圓截面全超導托卡馬克，也是我國第四代核聚變實驗裝置，它的科學目標是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下，像太陽一樣發生核聚變，為人類提供源源不斷的清潔能源，所以也被稱為“人造太陽”。該大科學裝置瞄準未來聚變能商用目標的關鍵科學問題，近年來在高性能、穩態、長脈沖等離子體研究方面取得了多項原創性成果。
圖/“人造太陽”大科學裝置
圖/2018年度EAST實現的1億度等離子體放電
2018年度EAST物理實驗持續經歷4個多月，物理實驗面向未來聚變堆先進穩態運行模式的發展和長脈沖運行下的關鍵科學技術問題，重點開展了高功率加熱下堆芯物理機制研究的系列實驗。
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