人类能创造自己的太阳吗?

 怎样才能控制住桀骜不驯的聚变反应,使宇宙星体的核聚变反应得以在地球上实现,让人造的太阳乖乖地为人类造福呢?     

人类能创造自己的太阳吗?

 除固体、液体、气体外,物质还有第四种形态.这是一般人所不知道的“等离子体”.等离子体是一种什么东西呢?我们知道,在加热物体时,随着物体内部的粒子不断获得越来越多的动能,物质结构便会逐步遭到破坏:固体变成     

人类能创造自己的太阳吗?

 悬挂在我们头顶上的耀眼的太阳究竟是什么样子的?在这个永不熄灭的熊熊“火炉”里燃烧的究竟是什么东西?--当自然科学开始萌芽时,人类就在不断思索着这个问题,并开始对太阳进行不倦的探索.     

聚变能和受控核聚变研究简史

 一、聚变能---未来人类的理想能源能源、信息和材料作为社会进步的三大支柱,是现代社会赖以生存和发展的基本条件。我国人口众多,能源需求旺盛,随着国民经济的发展,能源问题日益紧迫。至本世纪中叶,要使我国成为中等发达国家,则需要建立约每年38～45亿吨标准煤、电力装机容量15亿千瓦或者更大些的能源体系。在我国能源构成中,化石燃料所占份额极大,水力资源有限,其他如太阳能、风能、潮汐能、生物能等,只起到重要补充作用。众所周知,化石燃料所造成的环境污染,化工原料的浪费以及运输能力的消耗等都不容忽视.     

受控核聚变——现代物理学的一个重要前沿领域(之七)

 高温等离子体中原子的特征谱线密集在真空紫外区.所以掠入式光栅光谱仪成为一种重要的诊断工具,一直到软X射线区才逐渐为晶体光谱仪取代、晶体谱仪实质上就是利用晶体中的原子点阵来代替光栅进行光谱分析.在聚变等离子体中随着电子温度的提高,等离子体的轫致辐射和高电离态杂质的线辐射将有相当大的部分是处在软X射线区.这些X射线辐射引起的能量损失是高温等离子体能量损失的重要组成部分,因此从能量损失的观点来看,对X射线的监测是相当重要的.另一方面,X射线的探测和能谱分析可以用来确定等离子体的某些重要物理参数.例如,通过X射线连续谱的测量,可以测定等离子体电子温度;通过X射线杂质谱线多普勒展宽的测量可以测定等离子体离子温度;X射线测量还可以用来诊断等离子体中的杂质成份并用来研究杂质的空间分布及输运过程.因此,X射线的测量在高温等离子体诊断中起着非常重要的作用.     

受控核聚变——现代物理学的一个重要前沿领域

 有位教授来信言道:有关物理前沿问题,“其它书刊中或有涉及,然皆简而又简,尤缺定量描述,求教于同仁,昏同此感”.其它读者,和者甚众,希望本刊能辟数页之地,系统地介绍诸如受控核聚变、超弦理论、超引力理论、现代K-K理论、弯曲空间量子场论等涉及到物理前沿领域中的一些问题.为此,本刊新辟《物理前沿》栏目,并请中国科技大学副校长、中科院数理学部委员钱临照教授主持.本期发表由朱士尧先生撰写的《受控核聚变》一文,内容翔实,文笔流畅,可谓开篇之大作.全文分八个部分:一、创造人间小太阳;二、核聚变研究的发展历史;三、劳逊判据和热核点火;四、磁约束原理与磁约束装置;五、如何达到聚变点火温度;六、多种形式的等离子体诊断技术;七、令人鼓舞的重要进展和当代聚变研究的前沿课题;八、21世纪的新能源.本刊分六期刊出,请读者注意.     

能给核聚变照像的质子成像技术

人类一直试图有效地控制核聚变反应来建立一个利用核聚变能的发电站．但是经过50年的不懈努力，人们的这一愿望依然没有实现．今年二月份美国科学家给我们带来了一个好消息，他们在Science上发表文章宣布发明了一种成像技术，可以将核聚变过程拍摄下来．美国麻省理工学院和罗杰斯特大学的物理学家发明的这种方法其装置示意图如封面所示．这是一种质子辐射成像的方法，利用高速质子穿过发生聚变反应的高温高密度区域中的等离子体，     

受控热核聚变研究五十年

 受控热核聚变研究至今已有近半个世纪的历史.核物理的发展,使得科学家早在30年代末就已接近于理解恒星内部的热核反应过程.1953年前苏联爆炸成功世界上第一颗氢弹,首次实现了非受控热核聚变.经过各国科学家近50年的共同努力,在磁约束受控聚变途径中,实验装置上获得的等离子体温度已从数电子伏(eV)增加到40千电子伏(keV)以上.     

冷核聚变——是荒诞的幻觉,还是神奇的现实

 1989年3月23日,一条爆炸性的特大新闻震动了全世界,这就是英国的费莱希曼和美国的庞斯(以下简写为F-P)宣称:他们已在简单的重水电解装置中实现了冷核聚变！短短的几天时间内,世界各地的科学家就安装了许许多多重水电解装置,进行了一系列实验.迄今为止,从所得结果来看,要完全否定或证实他们的冷核聚变实验,似乎还为时过早.无论最终的结果如何,F-P在恰当的时刻提出了一个恰当的问题,起了解放思想,开阔眼界的作用.那么,为什么他们的实验,在全球科学界引起如此强烈的震动呢?现在让我们在一个更大的时空框架下来考察F-P的冷核聚变实验,对人类来说究竟意味着什么?     

受控核聚变——现代物理学的一个重要前沿领域(之二)

 二 核聚变研究的发展历史早在1929年,阿特金森(Atki-nson)和奥特迈斯(Houtermas)从理论上计算了氢在几千万度高温下聚变成氦的可能性.1934年,奥立芬特(Oliphant)发现了第一个D-D反应.1942年施莱伯(Schreiber)和金(King)在美国普渡大学首次发现了D-T核反应.     

月球上蕴藏有丰富的氦-3元素

 氦-3是氦的同位素,含有两个质子和一个中子。在热核聚变反应过程中,氦-3同具有一个中子和一个质子的氘(重氢)发生热核聚变,产生的中子很少,可以大大降低热核聚变反应堆的放射性危害,因此这种元素有可能成为21世纪热核聚变能的宝贵原料。