托卡马克装置原理(托卡马克装置永远不会成功)

托卡马克装置原理(托卡马克装置永远不会成功)

今天我们来了解一下什么是人造太阳，说到人造太阳最成功的还得是我国的东方超环，它绝对汇集了全世界最高科技技术的结晶，成为了全球科技界的翘楚，它将会是人类未来最洁净、最廉价、最取之不尽的新能源。之所以取名叫人造太阳，顾名思义就是人类制造出来的“太阳”，要制造太阳，首先我们必须明白太阳是什么？太阳的能量是如何产生的？

其实我们在上世纪就已经知道了这些答案，并且也成功的在地球上实现了这种能量产生，不过实现归实现，但我们还并没有能力控制住如此庞大的能量，所以现如今它还只能成为我们所使用的威力最强大的武器――氢弹。氢弹爆炸所释放的能量，和太阳释放的能量原理是相同的，被称之为核聚变。核聚变就是将较轻的元素融合为更重的元素，当它们发生融合时，就会有一部分质量转化成能量释放出来，这就是核能。

托卡马克装置原理(托卡马克装置永远不会成功)

要想制造出人造太阳，就必须要掌握可以控制住核聚变的方法，简称可控核聚变，只要掌握了可控核聚变技术，那我们才能制造出像太阳那样可以产生取之不尽能量的机器。这种机器就是人造太阳。众所周知氢弹是我们人类认为威力最强的武器，要想控制住它又是谈何容易？以目前启动核聚变的最低条件需要温度达到上亿摄氏度才行，或者利用原子弹爆炸来启动，利用原子弹爆炸启动肯定三岁小孩都会将它排除在外，所以就只能在温度上做文章。而我们人类到目前还没有任何可以经受的住上亿度高温的容器，如何达到核聚变启动温度以及如何将这种高温束缚住，才是科学家们专攻的问题。

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那么问题又回来了，想要可控核聚变就得找到可以承受上亿度高温的材料做容器，而在我们人类所认知的所有材料里别说上亿度，上万度都直接被气化啦！于是就有科学家提出了利用磁约束技术，让高温和磁铁之间不直接接触，从中间把它们隔开，理论上这就是托卡马克装置。托卡马克装置就是利用非常强大的磁场，将核聚变燃料形成的等离子体约束到一定范围，使它悬浮起来不与容器接触，然后再将这些等离子体加热到上亿摄氏度，从而形成核聚变反应。那这个磁场只有强大到可以有效约束住上亿摄氏度高温等离子体才行，鉴于我们目前制造磁场都是靠铜丝线圈来完成，但是铜丝是有电阻的，电阻消耗能量就意味着随着能量的消耗，磁场会越来越不稳定，那么就需要使用超导技术，超导技术就是把温度降到零下260摄氏度时，铜线内部电阻为零的现象。

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因此我们可以得出，要想托卡马克装置实现正常运行，就得在这套装置中同时存在两个极端温度，一个是线圈内部的上亿度高温，一个是线圈外部的零下260度的低温。可见要实现可控核聚变的难度系数有多高？即便如此，我国仍然成功建成了世界上唯一一个全超导托卡马克装置――东方超环。它高11米，直径8米，重达400吨，其不光解决了超导问题，并且在2018年时，更是将温度首次实现到了一亿摄氏度，仅凭一亿度高温维持了近10秒钟的时间，就创下了多项世界纪录。

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