?核電站

    核電站是利用原子能發(fā)電的設(shè)施，目前世界上很多國(guó)家都把原子能發(fā)電當(dāng)作解決能源危機(jī)的重要措施。到1988年底，世界上已有26個(gè)國(guó)家和地區(qū)建立了核電站，414臺(tái)核電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，占世界總發(fā)電量的17％。核電站是把原子核裂變釋放出來的能量轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的內(nèi)能，然后推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電。核電站的中心部分是進(jìn)行核反應(yīng)的反應(yīng)堆，圖9－9是核反應(yīng)堆的示意圖。反應(yīng)堆用的燃料是濃縮鈾（含U2352～4％）。U235很容易俘獲中子產(chǎn)生裂變，裂變時(shí)同時(shí)放出2～3個(gè)中子，這些中子又去轟擊其他鈾核，于是裂變反應(yīng)得以連續(xù)進(jìn)行，稱作鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。裂變時(shí)釋放出大量的原于能。**的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行得非常迅速，在極短時(shí)間內(nèi)釋放出大量的射線和能量，破壞性很大。而用于核電站中的核反應(yīng)堆，則需要鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行的緩慢，以保證穩(wěn)定地向外輸出能量。

    各國(guó)競(jìng)相研制可供無限能源的裝置我國(guó)設(shè)備已開始調(diào)試7月可放電實(shí)驗(yàn)

    晨報(bào)特派記者杜琛合肥報(bào)道

    古希臘神話中，普羅米修斯盜得的天火———太陽(yáng)，成為照亮地球永不枯竭的能量。今天，為了解決人類終將枯竭的能源煩惱，締造現(xiàn)實(shí)版“人造太陽(yáng)”成為全世界科學(xué)家的共

    同目標(biāo)。世界上現(xiàn)有30多個(gè)國(guó)家有這方面的研究，建造了上百個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，科研人員1.2萬多人，每年經(jīng)費(fèi)超過20億美元。

    托卡馬克(Tokamak)是一種利用磁約束來實(shí)現(xiàn)受控核聚變的環(huán)性容器。它的名字Tokamak來源于環(huán)形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka)。最初是由位于蘇聯(lián)莫斯科的庫(kù)爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀(jì)50年代發(fā)明的。

    托卡馬克的中央是一個(gè)環(huán)形的真空室，外面纏繞著線圈。在通電的時(shí)候托卡馬克的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的螺旋型磁場(chǎng)，將其中的等離子體加熱到很高的溫度，以達(dá)到核聚變的目的。

    相比其他方式的受控核聚變，托卡馬克擁有不少優(yōu)勢(shì)。1968年8月在蘇聯(lián)新西伯利亞召開的第三屆等離子體物理和受控核聚變研究國(guó)際會(huì)議上，阿齊莫維齊宣布在蘇聯(lián)的T-3托卡馬克上實(shí)現(xiàn)了電子溫度1keV，質(zhì)子溫度0.5keV，nτ=10的18次方m-，這是受控核聚變研究的重大突破，在國(guó)際上掀起了一股托卡馬克的熱潮，各國(guó)相繼建造或改建了一批大型托卡馬克裝置。其中比較著名的有：美國(guó)普林斯頓大學(xué)由仿星器-C改建成的Skamak，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的奧爾馬克(Ormark)，法國(guó)馮克奈-奧-羅茲研究所的TFRTokamak，英國(guó)卡拉姆實(shí)驗(yàn)室的克利奧(Cleo)，西德馬克斯-普朗克研究所的PulsatorTokamak。

    等離子體物理研究所距離夢(mèng)想越來越近了，他們的“人造太陽(yáng)”設(shè)備已經(jīng)為人類搭起了通往未來的橋梁，現(xiàn)已進(jìn)入工程調(diào)試階段。2月14日，晨報(bào)記者有幸踏上中國(guó)“人造太陽(yáng)”基地———中科院等離子體物理研究所的合肥科學(xué)島，一睹中國(guó)“人造太陽(yáng)”的神秘面容。

    工作原理：模擬太陽(yáng)

    讓1升海水變成300升汽油

    春節(jié)剛過，位于合肥市西北郊的科學(xué)島上已是一片忙碌?！叭嗽焯?yáng)”項(xiàng)目總裝辦主任吳維越說，這個(gè)春節(jié)研究人員幾乎都是在科學(xué)島上度過的。為了設(shè)備早日投入運(yùn)行，從項(xiàng)目的籌備立項(xiàng)到現(xiàn)在，他們已經(jīng)前后忙碌了整整8年。

    記者了解到，這臺(tái)全名叫EAST非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克的裝置，以探索無限而清潔的核聚變能源為目標(biāo)。由于它和太陽(yáng)產(chǎn)生能量的原理相同，都是熱核聚變反應(yīng)，所以被外界稱為“人造太陽(yáng)”。

    而所謂的“人造太陽(yáng)”的原理，就是在這臺(tái)裝置的真空室內(nèi)加入少量氫的同位素氘或氚，通過類似變壓器的原理使其產(chǎn)生等離子體，然后提高其密度、溫度使其發(fā)生聚變反應(yīng)，反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生巨大的能量。

    1升海水提取的氘，在完全的聚變反應(yīng)中釋放的能量，相當(dāng)于燃燒300升汽油釋放的熱能。因此一旦這種技術(shù)成熟，建立了電站，就相當(dāng)于建立了一個(gè)“人造太陽(yáng)”。

    據(jù)悉，EAST是世界上百臺(tái)托卡馬克裝置中最先進(jìn)的。不過外人很難相信，記者眼前的它，就藏身在一間外表極為普通的屋子里。屋內(nèi)面積有一個(gè)足球場(chǎng)般大小，中間朝地下深挖了數(shù)米，這個(gè)世界上最先進(jìn)的托卡馬克裝置就在大坑中央。從外形上看是粗大的鋼鐵圓柱，上端好像戰(zhàn)士頭上的鋼盔，有7米多高，下面用9根合抱粗的鋼柱支撐，猶如科幻片中外星人乘坐的探測(cè)器。

    吳維越向記者介紹，產(chǎn)生能量的聚變反應(yīng)，就發(fā)生在酷似外星探測(cè)器內(nèi)的真空裝置里面，而反應(yīng)的發(fā)生需要多個(gè)子系統(tǒng)同時(shí)工作，比如電源系統(tǒng)，使線圈達(dá)到并保持超導(dǎo)狀態(tài)的低溫系統(tǒng)，用來抽真空的真空機(jī)組等。

    運(yùn)轉(zhuǎn)過程：類似燒鍋爐

    7月就可以進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)

    目前總裝的第一階段已經(jīng)完成，正在開始工程調(diào)試?！叭绻磺许樌?，7月份就可以放電(指做實(shí)驗(yàn))了?！笨傃b辦主任吳維越興奮地告訴記者。

    “放電”時(shí)的“人造太陽(yáng)”將是一種什么樣的情形呢？

    “除了位于其他大廳的某些設(shè)備會(huì)發(fā)出一些聲響外，真空室內(nèi)一切靜悄悄?！眳蔷S越神秘地回答。原來，做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，整個(gè)大廳是封閉的，所有工作人員都要離開“人造太陽(yáng)”的屋子，但大廳內(nèi)的情形和放電時(shí)真空室內(nèi)的情形都可以在控制室內(nèi)的錄像中看到，各系統(tǒng)的監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施、實(shí)驗(yàn)圖表的獲得等等也都是在控制室內(nèi)進(jìn)行的。

    吳維越告訴記者，聚變反應(yīng)的過程有些類似于燒鍋爐，首先要點(diǎn)火，即產(chǎn)生等離子體，然后要使火焰變大變強(qiáng)，即提高等離子體的溫度和密度，使其發(fā)生碰撞，發(fā)生聚變反應(yīng)，溫度越高、密度越大反應(yīng)就越劇烈。在未來的聚變電站中，反應(yīng)產(chǎn)生的能量可以通過裂變電站的能量輸出轉(zhuǎn)換裝置來供人類使用，這方面的技術(shù)是成熟的。

    安全問題：能力釋放過程完全可控

    即使出現(xiàn)事故也不用疏散人群

    在幾千萬乃至上億度的高溫下發(fā)生反應(yīng)，安全無疑成為最受關(guān)注的問題。人們往往會(huì)想到會(huì)不會(huì)有核輻射，會(huì)聯(lián)想到令人色變的烏克蘭切爾諾貝利核電站爆炸事件。

    吳維越告訴記者，EAST裝置只有在放電的時(shí)候才會(huì)產(chǎn)生中子輻射，一旦實(shí)驗(yàn)結(jié)束就沒有了輻射，大廳是全封閉式構(gòu)造，四周墻壁的厚度達(dá)到1.5米，屋頂?shù)暮穸葹?米，內(nèi)部全部為鋼筋捆扎...［本章未完，請(qǐng)點(diǎn)擊下一頁(yè)繼續(xù)閱讀?。?br/>