人造小太阳的介绍

1. 人造小太阳的介绍

核聚变反应堆又称为“人造小太阳”，因为太阳和其他恒星本身就是一个巨大的核聚变反应堆，它们内部有大量氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）。在太阳高温高压的环境下，这些氘原子和氚原子不停地撞击而进行聚变反应，因此产生了照亮整个太阳系的巨大热量。

2. 人造小太阳是什么原理？

你知道太阳为什么会不停地发出巨大的光和热吗？原来太阳上也在进行原子核反应哩。
早在1938年，科学家贝特就指出，在太阳的炽热的核心里，正在发生核聚变反应，即在不断地由许多质子合成原子核的反应。
我们在前面已经讲过原子核的裂变反应，这里说的却是原子核的聚变反应，这是怎么回事呢？
前面讲过，像铀这样的重元素，它在裂变时，会有质量亏损，这些亏损的质量会变成巨大的能量，这就是裂变能。原子弹和原子发电站都是利用这种原理工作的。
我们现在来看轻元素，如氢和氦。氢原子核是由1个质子组成的。氦原子核则是由2个质子和2个中子组成的。根据计算，氦原子的质量应该是4.031872“原子质量单位”。但是，科学家阿斯顿在用他的仪器实测氦原子质量时，却只有4.001507“原子质量单位”。这就是说，氦原子质量的理论值与实际值亏了0.30365“原子质量单位”。
氘核和氘核的聚合反应又是产生了质量亏损。根据物质守恒定律，这些质量亏损是化成了原子的结合能，原子核就是靠这种结合能把质子和中子“粘”在一起。这种结合能在科学上就叫聚变能。由此可见，原子核裂变可以施放出能量，同样，原子核聚合也可以施放出能量。这种聚变能就是聚变反应的产物。
在太阳的核心里，正在发生4个质子合成一个氦核的反应，所以它会发出巨大的聚变能，光和热就是聚变能产生的。
聚变反应的燃料一般是轻元素，如氦、氢及其同位素等。一个氢同位素氘核和一个氢同位素氚核互相碰撞，发生聚变反应，可生成一个氦核。聚变时同时释放出很大的能量，这种能量比裂变反应时发出的能量还要大。生成1克氦核的聚变反应，释放出来的能量就大约与燃烧12吨煤相当，这要比同样重量的核燃料裂变反应产生的能量大好几倍。
根据这个道理，科学家准备用人工的方法来重现太阳核心的反应，也就是人工制造“小太阳”。
不过，实行原子核的聚变反应有一个条件，必须加温，使原子核以极高的速度运动，才有可能叫它们聚在一起。不过，一旦聚变反应发生，就不必再加温了，它自己产生的能量就可以维持反应的要求了。这就像一般燃料，只要点着，它就不必老加温，自己就可以燃烧起来一样。正因为这个原因，人们才把原子核的聚变反应称作热核反应。比如为了使两个氘核或氢核发生聚变，就必须使它们充分靠近，近到只有十万分之一厘米的距离，要做到这一点，必须具有几千万摄氏度到两亿摄氏度的高温才行。因此，要实现聚变反应，获取这种反应的高能量，首先要付出高的温度。
1952年，美国首先用人工方法实现了核聚变，这就是氢弹爆炸。氢弹原来就是用氢等轻元素作原料，用高温来促使这些元素的核聚变的产物。那么，氢弹里的高温是怎么得到的呢？是用原子弹爆炸得到的。也就是说，一颗氢弹里其实还藏有一个小小的原子弹。这个小小的原子弹就像普通炸弹里的雷管，它先爆炸，产生几百至几千万摄氏度的高温。在这种温度的“引燃”下，氢弹里的重氢发生核聚变，变成了氦核。在一瞬间，产生比原子弹还大的爆炸能量。1952年11月1日，美国在太平洋一个小岛爆炸的一枚叫“麦克”的氢弹几乎把这个小岛削平了。
后来，人们又制造了威力更大的氢弹。这种氢弹里装的聚变原料是氢化锂或氘化锂，其中的“引爆”原子弹有多个普通的铀弹，或钚弹。1千克氘化锂的爆炸能力相当于5万吨烈性炸药梯恩梯。我国于1969年6月17日也爆炸成功了第一颗氢弹。这颗氢弹里面装的核“炸药”就是氢化锂和氘化锂。
还有一种更厉害的氢弹叫钴弹。它是在氢弹外面包上一层金属钴。当氢弹爆炸时，释放出中子，撞击钴核，产生钴同位素。这种钴同位素放射性极强，杀伤力极大。它产生的烟尘所到之处，一切生命都会死亡。
氢弹，实际上是战争之“神”。能不能变战争之“神”为和平的使者呢？也就是说，能不能让原子核的聚变反应也变得可以控制，使它像原子能发电站那样，慢慢释放出能量来，为人类造福呢？
这种可以控制的热核反应，科学家叫它受控热核反应。从1952年氢弹爆炸之时起，就有许多国家在秘密研究这个问题。我国也已经有了自己的受控热核反应试验装置。
要使热核反应得到控制，必须保证参加反应的热核材料得到充分的约束。由于裂变反应堆的燃料是固体，反应温度只有几百摄氏度到两千多摄氏度，可以装在壳体中，用控制棒让它慢慢反应，这样做困难不是很大；而聚变反应是在几千万摄氏度的高温下进行，这时所有的物质都被电离，变成了等离子体，控制起来就十分麻烦，因为至今还没有一种材料可在几千万摄氏度高温下不化，所以找到不化的容器来装核燃料就成了难题。后来，科学家找到一种“磁约束”的办法。据说，已经建成的大型磁约束受控热核反应装置，这种装置可以在6千万摄氏度高温度下，约束核聚变反应。当然，这并不是说热核反应完全可以控制了。但是，和平利用热核反应的前景还是很美好的。有人预计，热核反应的实际应用，即热核发电站的运行，大约在下世纪可以实现。
据计算，建成一座可控热核聚变反应发电站的投资是烧煤的火力发电站的6倍，是裂变反应核发电站的4倍。一座功率为150万千瓦的可控热核发电厂，光要使用的钢材就要5万吨，仅此一项，就相当于同功率火力发电厂的全部投资。看来，建成热核发电站的任务是艰巨的，但是它产生的能量却是无可比拟的，人类一定会在地球上造出许多可以控制的“小太阳”，而不需要像神话中的盗火神普罗米修斯那样，去天上“盗火”。

3. 人造小太阳的简介

国际热核聚变实验反应堆计划于2006年11月21日正式启动，该计划被称为人类最终解决能源危机的最大希望。EAST比国际热核聚变实验反应堆在规模上小很多，但两者都是全超导非圆截面托卡马克装置。EAST的成功运行，将为国际热核聚变实验反应堆计划作出重要贡献。我国是国际热核聚变实验反应堆计划的参与国家之一，将承担10%的责任。中科院等离子体研究所将承担起一批部件的研发任务，涉及超导技术、大功率电源技术、遥控技术等。EAST是由中国独立设计制造的世界首个全超导核聚变实验装置，2007年3月通过国家验收，并在近年来取得了一系列实验成果。其科学目标是为ITER计划和我国未来独立设计建设运行核聚变堆奠定坚实的科学和技术基础。

4. 太阳是人造的吗

太阳不是人造的。
太阳是在大约45.7亿年前在一个坍缩的氢分子云内形成。太阳形成的时间以两种方法测量:太阳目前在主序带上的年龄，使用恒星演化和太初核合成的电脑模型确认，大约就是45.7亿年。这与放射性定年法得到的太阳最古老的物质是45.67亿年非常的吻合。太阳在其主序的演化阶段已经到了中年期，在这个阶段的核聚变是在核心将氢聚变成氦。每秒中有超过400万吨的物质在太阳的核心转化成能量，产生中微子和太阳辐射。以这个速率，到目前为止，太阳大约转化了100个地球质量的物质成为能量，太阳在主序带上耗费的时间总共大约为100亿年。
太阳没有足够的质量爆发成为超新星，替代的是，在约50亿年后它将进入红巨星的阶段，氦核心为抵抗引力而收缩，同时变热;紧挨核心的氢包层因温度上升而加速聚变，结果产生的热量持续增加，传导到外层，使其向外膨胀。当核心的温度达到1亿K时，氦聚变将开始进行并燃烧生成碳。由于此时的氦核心已经相当于一个小型"白矮星"(电子简并态)，热失控的氦聚变将导致氦闪，释放的巨大能量使太阳核心大幅度膨胀，解除了电子简并态，然后核心剩余的氦进行稳定的聚变。从外部看，太阳将如新星般突然增亮5~10个星等(相比于此前的"红巨星"阶段)，接着体积大幅度缩小，变得比原先的红巨星暗淡得多(但仍将比现在的太阳亮)，直到核心的碳逐步累积，再次进入核心收缩、外层膨胀阶段。这就是渐近巨星分支阶段。

5. 太阳是人造的吗

中国“人造太阳”有多牛？温度接近太阳的13倍，再创世界新纪录！

6. 人造太阳

所谓“人造太阳”，即先进超导托卡马克实验装置，也即国际热核聚变实验堆计划(ITER)建设工程，是当今世界迄今为止最大的热核聚变实验项目，旨在在地球上模拟太阳的核聚变，利用热核聚变为人类提供源源不断的清洁能源。核聚变能以氘氚为燃料，具有安全、洁净、资源无限3大优点，是最终解决我国乃至全人类能源问题的战略新能源。
 人造太阳是可控核聚变的俗称，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”。人造太阳  “人造太阳”是指科学家利用太阳核反应原理，为人类制造一种能提供能源的机器——人工可控核聚变装置，科学家称它为“全超导托克马克试验装置”。 （托卡马克是“磁线圈圆环室”的俄文缩写，又称环流器。这是一个由封闭磁场组成的“容器”，像一个中空的面包圈，可用来约束电离子的等离子体。）太阳的光和热，来源于氢的两个同胞兄弟——氘和氚（物理学叫氢的同位素）在聚变成一个氦原子的过程中释放出的能量。“人造太阳”就是模仿的这一过程。氢弹是人们最早制造出的“人造太阳”。但氢弹的聚变过程是不可控的，它瞬间释放出的巨大能量足以毁灭一切。而“全超导托克马克试验装置”却能控制这一过程。通过一种特殊的装置已经可以把氘氚的聚变燃料加热到四亿到五亿度的高温区，然后在这么高的温度下就发生了大量的聚变反应。目前在世界上最大的托克马克装置“欧洲联合环”上面已经获得了最大的聚变功率输出，到了16到17兆瓦。但是只能短暂地运行，也就是这个“磁笼”只能存在几秒、十几秒钟，聚变反应也是昙花一现！

7. 人造太阳：人造太阳真是造个太阳吗

记者从中国科学院获悉，东方超环是世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置，对国际热核聚变试验堆(ITER)计划具有重大科学意义。由于核聚变的反应原理与太阳类似，因此，东方超环也被称做人造太阳。
作为当前世界上规模最大的国际科技合作项目，ITER计划是人类探寻未来高效清洁能源的重要途径。ITER计划将建造、运行一个可持续燃烧的托卡马克型聚变实验堆，以验证聚变反应堆的工程技术可行性。
中科院合肥物质科学研究院EAST团队介绍，实现稳态长脉冲高约束等离子体运行是未来聚变堆亟待解决的关键科学问题。EAST具有类似ITER的先进技术，未来五年内将是国际上唯一有能力开展超过百秒时间尺度的长脉冲高约束聚变等离子体物理和工程技术研究的实验平台。
清华大学工程物理系的核物理教授曾实说，尽管一些研究人员对在未来半个世纪内制造人造太阳持乐观态度，但他对此心存疑虑。他表示，这个实验是以秒为单位进行的。距离作为可以发电用途还有很长的路要走，这是需要几十年的稳定、连续的操作。
报道称，在合肥的实验中，科学家们使用的是一种环形的托卡马克装置生产等离子体，这是由苏联物理学家在20世纪50年代发明的。
该装置还产生强大的磁场，以在有限的空间内控制等离子体，防止其与反应室的内壁直接接触。这些设施已经在许多国家使用了几十年，但都面临类似的障碍，特别是在保持等离子体稳定方面。

近年来，中国在核聚变研究方面的投入比其他任何国家都要多，因为其他地方的设施都在减少或停止试验。世界最大的项目是在法国普罗旺斯建造的，但预计到2025年才会进行首次试验。
EAST由实验EXPErimental、先进Advanced、超导Superconducting、托卡马克Tokamak四个单词首字母拼写而成，它的中文意思是先进实验超导托卡马克，同时具有东方的含意。
为了在近堆芯的高参数条件下研究等离子体的稳态和先进运行，深入探索实现聚变能源的工程、物理问题，中科院等离子体物理研究所在建成超导托卡马克HT-7的基础上，提出了HT-7U全

8. 人造太阳指的是什么？

“人造太阳”一般是指“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”，这是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，建造约需10年，耗资50亿美元（1998年值）。
ITER装置是能产生大规模核聚变反应的超导托卡马克，俗称“人造太阳”，由欧盟、中国、韩国、俄罗斯、日本、印度和美国七个国家一起合作研究。
2013年1月5日中科院合肥物质研究院宣布，“人造太阳”实验装置辅助加热工程的中性束注入系统在综合测试平台上成功实现100秒长脉冲氢中性束引出。
2020年7月28日，国际热核聚变实验堆（ITER）计划重大工程安装启动仪式在法国该组织总部举行。2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电。

扩展资料：
韩国人造太阳打破世界纪录
12月26日，韩国聚变能研究所宣布，该国的人造太阳试验装置——韩国超导托卡马克先进研究核聚变装置，已经成功地将高达1亿度的高温等离子体维持了20秒钟，创造了新的世界纪录。
完成这个过程，他们仅仅用了两年多的时间，在2018年的实验当中，首次达到了1亿摄氏度的等离子体离子温度，以1亿摄氏度的高温仅保留了1.5秒。
参考资料来源：CNMO手机中国－韩国人造太阳打破世界纪录 以1亿度的温度保持了20秒