人造太陽
關注創建者：早已不少 創建時間：2018-11-13
人造太陽的實例教程
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。
展開 有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克大科學裝置EAST本文圖均為 科技日報微信公眾號 圖（除署名外）
價值400萬元人民幣的羽絨服、牛仔褲能派上什么用場？20多年前，它們換來了的中國的第一個“人造太陽”。
人類渴望在地球上模擬太陽內部的核聚變，期望能夠把其驚人的能量穩定地輸送給電站。托卡馬克是人們實現“完美能源”的希望，也被稱為“人造太陽”。
上世紀50年代開始，世界各國都在研制托卡馬克。90年代初，蘇聯已經著手開發第二代托卡馬克，有意把第一代裝置送給其他國家，這對于“零起步”的中國而言機會難得。時任中科院等離子體物理研究所所長的霍裕平院士提議，用牛仔褲、羽絨服和他們換！
于是，“我們用400萬人民幣的羽絨服、牛仔褲、瓷器等生活物資換來一個當時價值1800萬盧布的裝置。”中國工程院院士李建剛說。
經過三年半時間的拆解、改造，中國科學家在這個新裝置上實現了優于其他國家的實驗成績。但要實現核聚變，必須建造新一代全超導托卡馬克核聚變實驗裝置。
2006年9月，中國自主設計建造的世界首個全超導非圓截面核聚變裝置EAST建成，與國際同類實驗裝置相比，它在當時獲得四項世界“第一”，即使用資金最少、建設速度最快、投入運行最早、運行后獲得等離子放電最快。
由美、法等國在20世紀80年代中期發起的、旨在建立世界上第一個受控熱核聚變實驗反應堆的ITER計劃也正是在這時才將中國吸納為七方合作成員之一。
從“逐日”到“并跑”
海水中大量蘊藏的同位素氘和氚在聚變成一個氦原子的過程中，能夠釋放出的巨大能量，和太陽產生光和熱的過程相似。如果人類掌握了核聚變能源，將擁有可使用上十億年的清潔能源。
因此，受控熱核聚變實驗裝置被人們稱之為“人造太陽”，是地球尋找能源出路的希望。
展開 那再說個它更高大上的應用——人造太陽！別誤會，不是核聚變。而是流體領域一個神秘現象：空化。
有人發現高壓流體經過特斯拉閥，拐彎部位后側發生壓力驟降，會產生空化，這一點我用AICFD軟件也仿真算了一下，果真如此。
而空泡潰滅時，會產生堪比太陽表面的5000K高溫以及6000兆帕的高壓，我曾經就利用敲擊啤酒瓶口使底部產生空化的原理，直接將酒瓶震碎。
那么這個威力在管子中能干嘛呢？ 污水處理！污水中的有機物一直是個老大難問題，目前常用做法有化學沉降，但很難處理干凈。這時空化就派上用場了，它產生的高能沖擊波足以擊碎有機物中的化學鍵，將其分解。有相關研究，經特斯拉閥裝置循環空化處理15分鐘，污水中的大腸桿菌被殺死接近100%。
目前空化處理污水中有機物的方式已經產業化應用，但主要是超聲波空化。如果將來研究后，利用特斯拉閥的可操作性及成本方面優于超聲波空化，那么可能會是污水處理問題的一個新的進展。
百年來，正如對特斯拉本人的評價一樣，有人說特斯拉是徹徹底底的loser，有人卻說他是最接近神的人，同樣大家對特斯拉閥的看法也是兩極分化，一種說法是這玩意就是故弄玄虛沒什么用，雖然叫閥，卻是個漏的閥。但也有人覺得它沒有運動部件，結實耐用的特點是無可替代的事實，而且這個漏也很可能成為它最大的特點，也許它真是特斯拉留給后人的寶庫，等待人們去挖掘，找到真正屬于它的舞臺。
本期就到這里，歡迎點贊轉發，下期見 ~拜拜！
展開 你有沒有想過這樣一個問題，太陽為什么可以一直燃燒呢？
我們都知道，燃燒屬于一種化學反應，而且燃燒需要可燃物、氧氣以及達到燃燒所需的最低溫度這三個必要條件同時存在，缺一不可。宇宙是由3/4的氫元素和1/4的氦元素組成，也就是說，宇宙中是沒有氧氣的。那么，太陽究竟是如何燃燒的呢？
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。
展開 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
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那再說個它更高大上的應用——人造太陽！別誤會，不是核聚變。而是流體領域一個神秘現象：空化。
有人發現高壓流體經過特斯拉閥，拐彎部位后側發生壓力驟降，會產生空化，這一點我用AICFD軟件也仿真算了一下，果真如此。
而空泡潰滅時，會產生堪比太陽表面的5000K高溫以及6000兆帕的高壓，我曾經就利用敲擊啤酒瓶口使底部產生空化的原理，直接將酒瓶震碎。
上期我們介紹了酒桌炫技的啤酒蘑菇云。
有人在假期里試了試，反饋說效果不錯，大家連連叫好。但也有人遇到了狠人朋友，在喝剩的酒瓶里加了點兒水，緊接著就來了個徒手碎酒瓶，讓他表演的蘑菇云瞬間失去了光彩，他惱怒之余，便問我這是什么原理，人手真有這么大威力嗎？
于是我趕緊拿出上次剩下的空酒瓶，迫不及待試試，運氣，發力……手都要腫了，酒瓶卻毫無動靜。
力氣不夠，借助點兒工具吧。
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。
2020年9月，中國人研制的最新一代人造太陽正在進行最后的安裝。
事實上，人造太陽指的是一個被稱為托卡馬克的科學裝置。利用它，人們就可以模擬太陽內部的核聚變反應制造能量。這個過程中的溫度超過一億攝氏度，地球上沒有材料能夠經受得住這么高的溫度，而托卡馬克裝置把線圈像鳥籠一樣排布，由此形成的環形均勻磁場，可以將等離子體約束并懸浮在環形空間內，從而實現可控核聚變。
圖注： Magnetic Field Distribution(Log Scale) - 磁場分布（對數標度）
螺旋天線成就人造太陽
為了實現核聚變，DIII-D托卡馬克裝置需要達到比太陽核心溫度高10倍的溫度。為了實現這一目標，目前的托卡馬克裝置采用了兩個系統（圖4）：中性束系統和電子-回旋加熱系統。
有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克大科學裝置EAST本文圖均為 科技日報微信公眾號 圖（除署名外）
價值400萬元人民幣的羽絨服、牛仔褲能派上什么用場？20多年前，它們換來了的中國的第一個“人造太陽”。
人類渴望在地球上模擬太陽內部的核聚變，期望能夠把其驚人的能量穩定地輸送給電站。托卡馬克是人們實現“完美能源”的希望，也被稱為“人造太陽”。
例如，要研制可以在深海作業的水下自主機器人，需要能夠承受海底極端高壓環境的材料；要實現核聚變能源即“人造太陽”，需要大量能夠承受超強輻射的材料。可以毫不夸張地說，新材料為眾多新技術的應用和發展提供了不可或缺的載體。
來源：科技日報，記者劉霞
小編帶您一起盤點：
中國“人造太陽”首次實現一億度運行
11月12日，我國大科學裝置“人造太陽”取得重大突破，成功實現加熱功率超過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℃，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。
，所以也被稱為“人造太陽”。
美國宇航局（NASA）計劃于美國東部時間8月12日凌晨3時33分（北京時間8月12日下午3點31分）發射“帕克”號太陽探測器。探測器飛行7年后將抵達太陽的日冕層，這將是人造航天器首次抵達恒星的大氣層。
NASA將發射人類首顆“帕克”號太陽探測器，探測器飛行7年后將抵達太陽的日冕層 本文圖均為視覺中國
