核聚变装置(人造太阳)

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1、核聚变装置简介ASIPP核聚变原理及其装置中国核聚变装置国际核聚变装置ITERASIPP假设世界人口将达到100亿世界能源消耗很快将超过现有的能源资源短缺的能源必须要有新的可供选择的替代能源世界能源消耗根据98年世界能源委员会发表的统计数据，按98年世界能源消耗量计算，已探明的可用储量：石油~可用50年；天然气~可用70年；煤炭~可用200年；天然铀~可用60年；如果把全部资源纳入考虑大约也只能用200~300年能源是社会发展的基础；化石燃料不仅储量有限，而且将造成严重的生态环境破坏和污染；预期200多年后，整个人类将面临一次能源枯竭的严重

2、问题；因此，人类必须进行并尽快完成战略新能源的开发研究！人类面临的能源问题中国的能源问题目前人口约13亿，2050年预期将达15~16亿；人均能源消耗约为世界平均人均消耗的1/2；发达国家的1/10；美国的~1/13；中国人口约为美国人口的5~6倍；如果中国达到美国目前人均耗能水平，总的能源用量将是现用量的13倍，相当于5~6个美国的总用量；二氧化碳排放量目前美国第一，中国已居世界第二；中国将面临更为严重的能源短缺和环境污染问题！核聚变能是人类可持续发展最理想的清洁新能源ASIPP太阳上无穷尽的能量来源于氢H+H核聚变反应1H+1H→2D+

3、β++γ1H+2D→3He+γ3He+3He→4He+1H+1H太阳的聚变能量以光辐射形式进入宇宙，其中十亿分之一进入地球区域，约一半到达地球表面,功率约等于8.2×1010MW,相当于45万个长江三峡水电站的功率地球上最容易实现的核聚变反应：D(氘)+T(氚)He(氦)+n(中子)n(中子)+Li(锂)He(氦)+T(氚)实现上述反应的条件:温度大于一亿度；密度大于2.5x1020m-3能量约束时间大于1-2秒446一克铀235（核裂变燃料）~1.8吨石油一克氘-氚（核聚变燃料)~8吨石油一升海水＝300升汽油地球上大量的水使得聚变反应产

4、生的能量无穷无尽!可实现氘—氚核聚变反应并释放出巨大聚变能核聚变能源是人类未来理想清洁的新能源在极高温下物质将成为完全电离的高温等离子体气体等离子体核聚变能和等离子体三种约束极高温热核聚变燃料等离子体的途径：重力约束；惯性约束；磁约束；三种约束途径托卡马克——Tokamak是一个环形磁约束核聚变实验装置ASIPP磁约束托卡马克Tokamak—是一种环形磁容器磁约束和托卡马克磁场可以约束带电粒子磁容器可盛装和约束高温等离子体构成托卡马克环形磁容器的三个基本磁场：纵向磁场；极向磁场等离子体电流磁场等离子体电流极向场线圈纵场线圈托卡马克环形磁容器

5、的基本构成Tokamak(托卡马克）—是一种环形磁容器开发聚变能的研究已在托卡马克类型的实验装置上取得了突破性进展ASIPP托卡马克上开发核聚变能科学可行性已得到证实！最高温度达到2-4亿度；最高聚变输出功率超过16兆瓦；聚变输出功率/输入功率,已达到1.25；可以建造聚变实验堆ITERASIPP中国核聚变装置我国磁约束聚变研究机构的演变（1958-2008）HT-7超导托卡马克HL-2A托卡马克我国独立自主研制的世界上第一个全超导托卡马克装置EASTEAST（ExperimentalAdvancedSuperconductingTokam

6、ak）（实验的、先进的超导托卡马克）项目名称1997年国家科技领导小组同意立项，2000年10月发改委批准开工报告，正式开工。要求五年内建成；经费1.65亿;实际3.2亿左右ASIPP科学目标建成一个具有非圆小截面的全超导托卡马克；在其上实现高参数长脉冲和稳态运行；使中国开发核聚变能的研究进入国际前沿；为人类最终能够使用清洁而又无限的核聚变能做出重要贡献。MainParametersoftheEASTNominalUpgradeBo3.5T4.0TIP1MA1.5MARo1.7m1.7ma0.4m0.4mR/a4.254.25Kx1.2-1

7、.51.5-2δx0.2-0.30.3-0.5HeatingandDriving:ICRH3MW6MWLHCD3.5MW8MWECRH0.5MW1.5MWNBI8MWPulselength1000sConfiguration:Double-nulldivertorSingle-nulldivertor25EASTEAST托卡马克装置本身包括许多重要部件项目主要内容Theprojectmaintasks装置主机SuperconductingTokamakMachine低温系统cryogenicandrefrigeratorsystem电源系统

8、Powersupplysystem加热及驱动系统Non-inductivecurrentdriveandheatingsystem测试系统TestFacilitySystem真空