可控核聚变点火持续1000秒产生多少能量？-1000
编辑： admin 2017-26-03
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这个数据还真没准儿.如果是磁约束核聚变,那么1000秒能烧多少氢首先要查出来,一克重氢（氘）顶11吨标准煤,那么1秒钟里烧掉哪怕1克氘,1000秒钟就可以放出11000吨标准煤的能量.
1公斤标准煤大约7000千卡（标准不一样,先拿个国内通用的吧）,也就是2.94×10^7J,相当于8度电还要多,1000秒11000吨标准煤那就是8983万度电,当然能用多少就是另一回事儿了.
至于惯性约束反应堆,要看靶丸的含氢量和燃烧速率（每秒钟加几颗）.例如,一颗靶丸含一克氢,一秒加一颗,那么数据和前面的例子一样.
具体的资料真没找到,见谅 ……
提示：
这要看聚变堆的大小，现在最牛的是在建的ITER，计划产生50万千瓦的聚变功率，持续时间达500秒。其他的功率就更小了，虽然功率是小了点，但还只是个实验堆。
类似问题
类似问题1： 【中国研究可控热核反应(核聚变)应用了吗?】百度作业帮[物理科目]
中国在这方面的技术还是不错的!世界上第一台全超导核聚变托卡马克装置的最后一个外包组件外真空杜瓦日前运抵合肥并通过专家验收,这意味着历时四年的中国新一代“人造太阳”实验装置——EAST建设已进入总装冲刺阶段,明年将如期完工.
石油、煤等资源的广泛使用会对环境造成巨大污染,而大规模利用水能又有可能存在生态隐患,人们对在未来模拟太阳,利用热核聚变为人类提供无限的清洁能源寄予了极大的期望.专家指出,现有地球海水中富含的氘如果全部用作热核聚变的燃料,能释放出足够人类使用百亿年的能量,并且其反应生成物是无放射性污染的氦.因此如果能在地球上实现对核聚变的控制,让核聚变能源持续有效的为我们所使用,就相当于人类有了第二个太阳一般.于是科学家形象地将这种能持续稳定输出聚变能的装置比喻为“人造太阳”.
热核聚变需要在上亿度的高温下才能产生,但目前在地球上只有在原子弹爆炸时才能产生这样的高温.科学家们发明了一种被称为“托卡马克”的“人造太阳”实验装置,期望利用巨大的环行超导磁场对等离子体进行加热、约束,在不产生巨大破坏的状况下创造热核聚变产生的物理条件.
为了探索和平使用热核聚变能源的方式,中国从1990年开始兴建托卡马克实验装置.历时三年建成的中国第一台超导托卡马克装置——HT－7,使中国成为继俄、法、日之后第四个拥有同类实验装置的国家.经过10年探索,HT－7已经能使实验中最高电子温度超过5000万度,并获得可复复的大于60秒的放电,每轮实验均由来自多个国家的数十位科学家共同参与,获得众多参数字于世界前列.
现已进入总装冲刺阶段的EAST,是中国从2000年开始建设的新一代可控核聚变研究装置,作为国家“九五”期间立项的六大科学工程之一,其总投资额近两亿元,明年建成后将是世界上第一台非圆截面和全超导托卡马克.作为HT－7的升级装置,EAST的规模、性能都远超出它的前辈.由于采用了先进的非圆截面和全超导技术,新一代“人造太阳”实验装置建成后能使等离子稳定运行的时间达到16分钟以上,获得一亿度以上的高温,远远超出现有最先进的托卡马克装置,在未来核聚变反应堆的工程技术和物理基础研究方面将有重大意义.
据专家介绍,按照中国和国际在热核聚变方面的研究进展推测,“人造太阳”提供的能源有望在本世纪中叶投入商业化运营,届时困扰人类百年的能源难题将有望迎刃而解.
相关评论：
按已经探明的储量和消耗速度,煤和石油分别能开采210年及40年,我国煤炭可开采90年,石油的形势更严峻.核裂变所用的铀在陆地上储藏量并不丰富,较适于开采的只有100万吨,加上低品位铀矿及其副产铀化物,总量也不超过500万吨.按目前的消耗量,只够开采几十年,并且会产生严重危害生态环境的强辐射废弃物.因此清洁的热核聚变成为科技攻关的前沿.
热核聚变是出现最早的一种产生能量的方式,并且能量惊人.遍布天空的恒星就是热核聚变的表现形式,而第一批恒星出现已经超过150亿年.人类研究热核聚变的和平利用的事件要晚于氢弹,只所以关注是来自于它产生的极大的能量以及取之不尽的前景,并且不产生任何污染废弃物.世界各国的尖端核试验室一直在为此努力.可控热核聚变能的研究分惯性约束和磁约束两种途径.惯性约束是利用超高强度的激光在极短的时间内辐照靶板来产生聚变.磁约束是利用强磁场可以很好地约束带电粒子这个特性,构造一个特殊的磁容器,聚变材料加热至数亿摄氏度高温,实现聚变反应.
核聚变所使用氘和氚做原料,.海水中氘的含量为十万分之三,1升海水中含有0.03克氘,聚变时可释放出300升汽油燃烧的能量.海水中氘的聚变能量足以保证人类使用上百亿年.
1991年11月9日,出l4个欧洲国家合资,在欧洲联合环型核裂变装置上,成功地进行了首次氘-氚受控核聚变试验,反应时发出了1.8兆瓦电力的聚变能量.
2002年中国在可控热核聚变实验方面就取得突破,
托卡马克是一环形装置,通过约束电磁波驱动,创造氘、氚实现聚变的环境和超高温,并实现人类对聚变反应的控制.受控热核聚变在常规托卡马克装置上已经实现.但常规托卡马克装置体积庞大、效率低,突破难度大.上世纪末,科学家们把新兴的超导技术用于托卡马克装置,使基础理论研究和系统运行参数得到很大提高.
HT—7超导托卡马克装置包括超导装置、液氮液氦低温系统、电源系统、真空系统、计算机控制和数据采集处理系统、技术诊断系统、波加热和波驱动电流系统、水冷系统等.HT—7超导装置环体从内到外有内真空室、内氮屏、超导纵场、外氮屏、外真空室五层,环环相套.
内真空室为高温等离子体提供一个超净的空间；内外氮屏通以液氮,为超导纵场提供零下180℃—190℃的低温屏蔽；超导纵场通入液氦冷却到零下269℃,在超导状态下实现稳态运行.环体上开设46个窗口以满足装置运行和物理实验需要.为测量等离子体参数,建立了三十多种诊断系统.其研究目标,直接瞄准当前国际核聚变研究的重要前沿领域.
其中2mm电子回旋检测系统是物理实验中的最关键技术,.该系统采用了独特的结构和控制与处理手段,能够获得全空间多位置的等离子体电子温度的时空分布,极大地提高了等离子体诊断和实验水平,为研究HT—7先进运行模式和高参数实验提供了重要的检测手段.
现在中科院等离子体物理研究所建成的HT-7装置,是中国第一可控热核聚变试验平台.在这个新领域我国只用三年半的时间,花了相当于正常情况下投资（约两亿元）的十分之一,就建成了这套装置.并成为世界上仅有的两套高参数稳态条件下开展等离子体物理研究的实验装置之一.
至此新装置的投入,提高了我国核聚变研究水平,使我们能在接近聚变—裂变混合堆芯的条件下进行等离子实验,为商用聚变堆的建造奠定可靠的科学基础.
近代重大科技进步不完全由该项科学技术的进步决定,外部条件,包括政治、军事和经济等起着举足轻重的作用,尤其在启始阶段,往往政治军事的考虑是支配因素.核武器是最典型的实例,它导致中国核工业体系的建立.氢弹试验成功后,科学家的注意力转向可控核聚变的研究,有军事性质而处于绝密状态.我
国的磁约束可控核聚变研究不同于国外,1958年在原子能和平应用背景下,在中国原子能研究院和中国科学院物理研究所同时启动.后在“全民大办原子能”口号下扩展到几个省.几经起落,几经调整,有些单位退出,有些单位加入,至七十年代逐渐形成目前的规模.其中科学技术的固有发展规律起重要作用,但外部条件变化的影响不容忽视.考虑中国国情,充分估计今后数十年外部条件的可能变化,当前对磁约束可控核聚变这种国际重大科技发展要密切注意动向,不能与外国比装置规模,牢记创新是民族的灵魂,以中国特色在国际上取得地位.
可以参考：http://bbs.qq.com/cgi-bin/bbs/show/content?groupid=112:11012&messageid=10065
类似问题2： 什么是可控核聚变,如果实现核聚变如何进行能量转换我是一个刚刚使用百度知道用户的人,分数虽少,[物理科目]
聚变是指氢及氢的同位素发生核反应生成氦及其他更重元素的反应.氢弹就是应用的这个原理.但很遗憾由于现在的氢弹都是由原子弹点燃,反应过程释放的能量也太大,很难控制,所以聚变反应只能应用于军事上.而现在人类的目标就是实现可控核聚变,从而实现聚变发电,那样的话,人类的能源将不再是问题.
核反应会使原子核发生能级跃迁,从而放出大量的gama射线,而反应或次级反应也会生成大量的高能态的arpha,bet射线,这些射线很大一部分会被周围的原子吸收,或者散射掉,变成热能,从而使周围温度大幅升高,再通过一套热机装置转换为机械能,进而转换为电能输送.
类似问题3： 从两头用电磁推进系统把10g冰加速到1000公里每秒,用碰撞的能量能可以用来点火核聚变吗?问那些有知识的人看有可行性吗?比起激光点火不更好一点吗?
根据你的数据,可以把那10克冰加热到1.19亿摄氏度左右.
不过如果要把核燃料也加热,那能量还不够啊还不够
再说了,电磁推进损耗极大,有这么多能量还不如直接激光点火呢……
类似问题4： 【可控核聚变研究到甚么程度啦?距离商业用途还有多远?能不能研究成功?成功了将对全世界有怎样的改变?我还能等到那一天吗?】百度作业帮
核聚变本身很容易达到,但最难做到的是控制反应速度和温度,现在各国基本上都在对怎样用耐热材料建造反应堆发愁.估计材料学达到这个水平还要三四十年,再用十年军事化,再过几年商业化.肯定能成功,成功只是时间问题,原理是很简单的,但就是怎样化成手里的东西比较复杂.如果成功了,我们今后的能源系统不再使用燃料,不再消耗氧气,所有的设备都用从海水里提取的氘和氚聚变提供能量,也就是说,真正地烧水.至于你能否看到,看你自己有多少年可以活吧……
类似问题5： 【为什么核聚变会产生巨大的能量?核聚变怎么会产生那么巨大的能量啊?法国那个强子对撞的实验会聚变么】百度作业帮[物理科目]
通俗来说,就是巨变是出现质量的亏损造成的!由质量转变成为能量,你说会有多打咯!根据质能方程E=MC2可以算出了~光速的平方,多大啊,算一下一千克所蕴藏的能量有多少?
要发生巨变得需要特别高的温度,才能达到核力发生做用的距离,但是原子带正电,要让原子克服静电力的,只能通过提高温度的办法获得足够大的动能了!
核聚变的定义：
核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下（如超高温和高压）,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式.原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放.如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源.
相比核裂变,核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式.
目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸.但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出.科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走.
目前 唯一最简单可行的 可控核聚变方式：
以 普通氢原子（其他原子也可以,但是需要的 启动能量 更为巨大） 为反应原料,通过 降温（和其他降低物质能量） 的方法,缩小氢原子之间的距离,直到原子核的融合,从而释放出能量.
如每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去,所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站.
一百万千瓦的能量应该足够将几个普通氢原子拉近到足够的距离了.
核聚变的另一定义
比原子弹威力更大的核武器—氢弹,就是利用核聚变来发挥作用的.核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程.只有较轻的原子核才能发生核聚变,比如氢的同位素氘(dao)、氚(chuan)等.核聚变也会放出巨大的能量,而且比核裂变放出的能量更大.太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的光和热就是由核聚变产生的.
核聚变能释放出巨大的能量,但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控的人工核聚变.而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务,就必须使核聚变在人们的控制下进行,这就是受控核聚变.
实现受控核聚变具有极其诱人的前景.不仅因为核聚变能放出巨大的能量,而且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取.经过计算,1升海水中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于300升汽油燃烧释放的能量.全世界的海水几乎是“取之不尽”的,因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困扰.
但是人们现在还不能进行受控核聚变,这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻.发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行,因此又叫热核反应.可以想象,没有什么材料能经受得起1亿度的高温.此外还有许多难以想象的困难需要去克服.尽管存在着许多困难,人们经过不断研究已取得了可喜的进展.科学家们设计了许多巧妙的方法,如用强大的磁场来约束反应,用强大的激光来加热原子等.可以预计,人们最终将掌握控制核聚变的方法,让核聚变为人类服务.
利用核能的最终目标是要实现受控核聚变.裂变时靠原子核分裂而释出能量.聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量.最常见的是由氢的同位素氘（读"刀",又叫重氢）和氚（读"川",又叫超重氢）聚合成较重的原子核如氦而释出能量. 核聚变较之核裂变有两个重大优点.一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多.据测算,每升海水中含有0.03克氘,所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘.1升海水中所含的氘,经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量.地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍,可以说是取之不竭的能源.至于氚,虽然自然界中不存在,但靠中子同锂作用可以产生,而海水中也含有大量锂.
第二个优点是既干净又安全.因为它不会产生污染环境的放射性物质,所以是干净的.同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行,所以是安全的.
目前实现核聚变已有不少方法.最早的著名方法是"托卡马克"型磁场约束法.它是利用通过强大电流所产生的强大磁场,把等离子体约束在很小范围内以实现上述三个条件.虽然在实验室条件下已接近于成功,但要达到工业应用还差得远.按照目前技术水平,要建立托卡马克型核聚变装置,需要几千亿美元.
另一种实现核聚变的方法是惯性约束法.惯性约束核聚变是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体,装入直径约几毫米的小球内.从外面均匀射入激光束或粒子束,球面因吸收能量而向外蒸发,受它的反作用,球面内层向内挤压（反作用力是一种惯性力,靠它使气体约束,所以称为惯性约束）,就像喷气飞机气体往后喷而推动飞机前飞一样,小球内气体受挤压而压力升高,并伴随着温度的急剧升高.当温度达到所需要的点火温度（大概需要几十亿度）时,小球内气体便发生爆炸,并产生大量热能.这种爆炸过程时间很短,只有几个皮秒（1皮等于1万亿分之一）.如每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去,所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站.
原理上虽然就这么简单,但是现有的激光束或粒子束所能达到的功率,离需要的还差几十倍、甚至几百倍,加上其他种种技术上的问题,使惯性约束核聚变仍是可望而不可及的.
尽管实现受控热核聚变仍有漫长艰难的路程需要我们征服,但其美好前景的巨大诱惑力,正吸引着各国科学家在奋力攀登.
聚变热能
每克氘聚变时所释放的能量为5.8×10^8kJ,大于每克U－235裂变时所释放的能量（8.2×10^7KJ）.从能源的角度考虑,核聚变有几个方面比核裂变优越：其一,聚变产物是稳定的氦核,没有放射性污染产生,没有难于处理的废料；其二,聚变原料氘的资源比较丰富,在海水中氘和氢之比为1.5×10^-4∶1,地球上海水总量约为10^18吨,其中蕴藏着大量的氘,提炼氘比提炼铀容易得多.遗憾的是这个聚变反应需要非常高的温度,以克服两个带正电的氘核之间的巨大排斥力（从理论计算,要克服这种库仑斥力需要10^9℃的高温）.氢弹的制造原理,就是利用一个小的原子弹作为引爆装置,产生瞬间高温引发上述聚变反应发生强烈爆炸.氢元素的几种同位素之间能发生多种聚变反应,这种变化过程存在于宇宙之间,太阳辐射出来的巨大能量就来源于这类核聚变.但我们目前尚没有办法在地球上利用这类核聚变发电,怎样能取得这样高的温度?用什么材料制造反应器?怎样控制聚变过程等各种问题尚无答案.