国际热核聚变实验堆(I T E R)计划及标准化现状简介
李国青
(核工业标准化研究所)
介绍了国际热核聚变实验堆(I T E R)计划的产生背景及发展过程。简述了国际I T E R标准化研究的现状及我国在I T E R标准化研究领域中开展和将要开展的工作。
关键词 I T E R 标准化
1 引言
核聚变能是资源无限、清洁安全的理想能源。氘氚核聚变反应的原料是氘(从海水中提取)和锂(可产生氚),在地球上储量极为丰富,足够人类使用一亿年。反应产物是没有放射性的氦,不存在温室气体排放和环境污染问题;聚变中子对堆结构材料的活化也只产生少量短寿命放射性物质。聚变反应堆本身是安全的,没有核泄漏、核辐射等潜在威胁。因此,核聚变能是目前认识到的最终解决人类能源问题的最重要的途径之一。
2 I T E R计划相关背景
国际上对核聚变的研究已坚持不懈地进行了半个多世纪,并取得了突破性进展。1985年美国和苏联联合提出通过国际合作建造“国际热核聚变实验堆(I T E R)计划”,用以验证核聚变能大规模应用的科学和工程技术可行性。其后,欧盟、美国、俄罗斯、日本等国的科学家和工程技术人员,集成当今国际上主要的核聚变能科学和技术的先进成果,经过十几年的努力,于2001年完成了I T E R计划的工程设计及关键部件的研发。各国评估报告都认为,建造I T E R已没有不可逾越的障碍。
I T E R计划总投资约50亿欧元,预计整个项目的建设期为10年,2018年完工并产生第一个等离子体。其设计总聚变功率达50万千瓦,是一个与未来实用聚变堆规模相比拟的聚变实验堆,它将研究聚变电站(示范堆和商用堆)一系列的关键科学和工程技术问题,是人类实现受控核聚变的关键一环。欧盟、俄罗斯、日本、中国、韩国、美国和印度等七国政府都强调了I T E R项目建设的重要性。美国在重返I T E R计划时发表声明,指出:“聚变能的商用化对美国能源安全和环境具有重要意义,而I T E R作为聚变能国际合作项目,将推动聚变能在本世纪中叶商用化。”经过大量谈判后,I T E R计划协定于2006年11
月21日由参与I T E R 计划谈判的欧盟、日本、美国、俄罗斯、中国、韩国、印度七方签订,后经各国立法机构审批通过,现已转入工程实施阶段。
中方在政府代表签字后,2007年8月31日经过全国人民代表大会常务委员会批准,
完成了参加I T E R 计划全部法定审批程序。承诺了我国所承担的各项义务,包括承担I T E R 总经费的10%,其中80%为实物贡献,即承担6个采购包(含12个子包)。I T E R 核心装置及中方实物贡献示意图如下
:
中方实物贡献示意图
I T E R 计划是当今世界最大的多边国际科技合作项目之一。我国政府参加I T E R 计划一方面将推动我国聚变能研究进入快速发展阶段,缩短我国在该领域与先进发达国家的差距;另一方面,I T E R 装置将采用相关领域大量的新技术、新材料和新工艺,通过采购包的研发和生产,可以大大提高我国在相关领域的技术水平和制造能力。3 I T E R 标准化现状
标准化是实现I T E R 计划的重要保障。由
于I T E R 装置是一个大型涉核的聚变试验装置,有很多技术要求超出了现有裂变堆的技术规范和标准,此外,I T E R 装置由多国联合制造,为保证每一个子系统、装备和部件在设计、制造、检验、组装和试验等方面的协调一致,I T E R 国际组织(I O )、国内机构(D A )和承包商必须全面考虑和解决标准化问题。所以I O 对规范与标准工作极为重视,在2005年就成立了“规范和标准特别工作组(C S T F )”,该工作组指出:“规范和标准是
I T E R成功的关键”。I O认为,对编制协调一致的采购技术规范并在各成员国落实采购安排,必须在规范和标准领域进行协调。同时指出,标准化工作的计划安排应满足许可证和采购时间表的要求。
由于I T E R装置是按照法国标准、美国A S M E标准等国外标准进行设计,因此,对I T E R装置的标准化领域的研究和具体标准的制定工作,发达国家已经走在中国的前面,尤其是法国。法国曾经在发展裂变核电时,不遗余力地制定了法国核电标准《法国压水堆核岛设计和建造规则》(R C C系列,包括R C C-C、R C C-E、R C C-M、R C C-M R和R S E-M五部分),对推动法国本国核工业设备的国产化做出了突出的贡献。R C C是法国核岛设备设计和建造规则协会(A F C E N)为规范法国压水堆核电站机械设备设计和建造而编制,已被法国政府采纳。正是体会到了标准对产业发展带来的好处,因此,法国在这次核聚变相关标准的制定工作更是快人一步,现在法国已发布了最新的R C C-M R2007《核设备机械部件的设计和制造规则》,其中就新增了对I T E R装置真空室(V V)的制造、焊接等方面具体要求,I O已选择R C C-M R 2007作为真空室的设计和制造规则。另外,据了解美国机械工程师协会(A S M E)目前正在编制锅炉及压力容器规范的第Ⅲ卷中的第4分册,其内容将包括磁约束核聚变各个环节。
虽然我国磁约束核聚变研究始于上世纪五十年代末,从一开始就以聚变能源开发作为目标,并将研究重点集中于比较有希望的托卡马克途径。自八十年代以来,也先后在核工业西南物理研究院(S W I P)建成了中国环流器一号、中国环流器新一号和中国环流器二号A等托卡马克装置;在中国科学院合肥等离子体所(A S I P P)建成了超导托卡马克装置H T-7以及E A S T(H T-7U)。通过上述装置的建造和运行,取得了一系列重要经验与实验成果,表明中国已经具有设计、建造、运行和维护中型托卡马克实验装置的能力和经验。可以说我国在磁约束核聚变领域的科学研究基本上是与世界同步的。但我们在该领域的标准制定和标准化研究却未能保持世界同步,截止到现在,我国在磁约束核聚变领域的标准化研究和标准制定方面还处于起步阶段。
在这种形势下,为保证圆满完成I T E R中国采购包生产任务,我国急需开展I T E R相关标准化研究,开展标准化研究工作也是制造采购包部件的基础工作之一。因此,中国科学技术部于2009年1月下发《关于国际热核聚变实验堆计划专项2008年项目立项的通知》的文件,也明确了I T E R中国采购包标准化项目的立项。要求基于现阶段的采购包任务要求,结合中国的工业技术标准化现状,分析和研究I T E R中国采购包涉及的各种标准化问题,分析评估中国采购包涉及的国内外标准适用性、认定相关标准并制定标准,解决采购包生产过程中可能出现的标准冲突等问题。同时,为支持标准化研究工作的开展,建立I T E R中国标准化运行机制,还要开展标准化培训,宣贯重要标准、通用标准,指导企业制定标准,跟踪和收集非中国承担的I T E R采购包中涉及的大量国外标准。通过I T E R中国采购包标准化项目的立项,最终解决I T E R中国采购包制造过程中涉及的各种标
准化问题,形成一套I T E R 中国采购包标准;建立I T E R 中国采购包标准化工作运行机制。4 感想
我国作为正式成员加入I T E R 计划后,将与其他成员分担风险、共享成果,就有可能用十几年的时间达到世界先进水平,掌握建堆的关键技术和积累运行经验,使我国有能力设计、建造聚变能示范堆,加快我国聚变能发展的速度。同时,标准化科研工作如抓
住核聚变相关标准研究工作这个契机,充分利用和借鉴在裂变反应堆核电领域取得的标准制定和标准化研究经验,逐步开展I T E R 标准化相关研究,在不断积累标准化经验的过程中,最终可为我国建立磁约束核聚变能源技术标准体系打下良好的基础,缩短我国与国际标准化研究领域的差距,并可带动核工业其他领域的标准化研究工作的开展。
名词解
释
核聚变
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。也就是说,核聚变过程是几个原子核聚合成一个原子核的过程。
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。如太阳发光发热的能量来源。
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,必须能够合理地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。
员工培训计划 为贯彻落实公司关于加强员工培训工作的要求，全面提升员工的综合素质和业务能力，推进公司的快速发展，结合实际，制定2010 年员工培训计划。 一、总体目标 1、加强全体员工的培训，开阔思路，增强凝聚力、开拓创新能力，提升各自的专业技术能力。 2、加强管理人员的培训，提高管理者的综合素质，完善知识结构，增强综合管理能力、创新能力和执行能力。 3、加强专业技术人员的培训，提高技术理论水平和专业技能，增强科技研发、技术创新、技术改造能力。 4、加强操作人员的技术等级培训，不断提升操作人员的业务水平和操作技能，增强严格履行岗位职责的能力。 5、加强员工的学历培训，提升各层次人员的科学文化水平，增强员工队伍的整体文化素质。 6、加强各级管理人员和行业人员的职业资格的培训，加快持证上岗工作步伐，进一步规范管理。 二、原则与要求 1、坚持按需施教、务求实效的原则。根据公司改革与发展的需要和员工多样化培训需求，分层次、分类别地开展内容丰富、形式灵活的培训，增强教育培训的针对性和实效性，确保培训质量。 2、坚持自主培训为主，委外培训为辅的原则。整合培训资源，立足自主培训搞好基础培训和常规培训，通过外委基地搞好相关专业培训。 3、坚持业余学习为主的原则。组织职工自学考试或函授学习完成学业，取得学历。 4、坚持培训人员、培训内容、培训时间三落实原则。2010 年，班子成员参加经营管理培训累计时间不少于30 天；中层干部和专业技术
人员业务培训累计时间不少于20天；一般职工操作技能培训累计时间不少于10 天。 三、培训内容与方式 （一）班子成员 1、中央、国家和政府的大政方针的学习，国内外政治局势、经济形式分析，国家有关政策法规的研究与解读。通过上级主管部门统一组织培训。 2、开拓战略思维，提升经营理念，提高科学决策能力和经营管理能力。 通过到国内外成功企业参观学习；参加国内外著名企业高级培训师的高端讲座。 3、学历学位培训、执业资格培训。 （二）中层管理干部 1、管理实务培训。生产组织与管理、成本管理与几小块考核、人力资源管理、激励与沟通、领导艺术等。请专家教授来集中授课；组织相关人员参加专场讲座。 2、学历进修和专业知识培训。积极鼓励符合条件的中层干部参加大学（大专）函授、自考或参加MBA 及其他硕士学位进修；组织经营、企管、财会专业管理干部参加执业资格考试，获取执业资格证书。 3、开阔眼界、拓展思路、掌握信息、汲取经验。组织中层干部分期分批到优秀的兄弟企业学习参观，了解生产经营情况，借鉴成功经验。 （三）专业技术人员 1、由总工程师、工程部长定期进行专题技术讲座、进行新工艺、新材料及质量管理知识等专项培训，培养创新能力、提高研发水平。年内累计培训200 人。 2、组织专业技术人员到同行业先进企业学习、学习先进经验，开阔视野。 3、加强对外出参加培训人员的严格管理，培训后要写出书面材料报
国际热核聚变实验堆项目《国际热核聚变实验反应堆计划》 阅读答案 【--营销计划】 国际热核聚变实验反应堆计划简称“国际热核计划”，俗称“人造太阳”计划，因为它的原理类似太阳发光发热，即在上亿摄氏度的超高温条件下，利用氢的同位素氘、氚的聚变反应释放出核能。氘和氚可以从海水中提取，核聚变反应不产生温室气体及核废料。由于原料取之不尽，以及不会危害环境，核聚变能源成为未来人类新能源的希望所在。 国际热核计划采用的是可控热核聚变能，它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时间内辐射靶板来产生聚变。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，建成聚变反应堆，在其中将聚变材料加热至数亿摄氏度高温，实现聚变反应。20世纪下半叶，聚变能的研究取得了重大进展，磁约速研究大大领先于其他途径。科学家研究出一种类似于面包图形状的环形器，这种面包圈形状的装置被称作“托卡马克”。在这类装置上进行的物理实验取得了一个个令人鼓舞的进展，比如等离子体温度己达4.4亿摄氏度，脉冲聚变输出功率超过16兆瓦。这些成就表明：在这类装置上产生聚变能的可行性已被证实。
为了点燃“人造太阳”，科学家将在法国南部的卡达拉舍建造一台规模庞大的设备：一个直径28米、高30米、由1000多万个零部件组成的大型圆柱体设备。假如成功的话，核聚变能源将具备重要的、无与伦比的优势。核聚变反应释放的能量大得超出人们的想象。形象地说，就是三瓶矿泉水就可以为一个4口之家提供一年的动力。不过，一些批评者却认为，核聚变反应堆其实并没有那么保险，还是存在放射性氢原子泄漏、污染环境的可能性。他们还认为，核聚变反应堆可以被怀有恶意的人滥用，用于生产核武器。支持者的反驳理由是核聚变发电站没有温室气体排放问题，也不会生成长久的、也就是半衰期很长的核废料。 不管怎样，世界上许多国家的政府对核聚变发电寄予厚望，愿意在今后30到40年的时间内投入100亿欧元左右的资金，进行“人造太阳”计划。 xx年1 1月2 1日，参加热核计划的7方代表在法国总统府正式签署了联合实验协定及相关文件，全面启动了世界瞩目的人类开发新能源的宏伟计划。在前两年，人们已经开始砍伐松林，为实验堆开辟地盘。按计划，xx年，热核实验反应堆将点燃它的第一把核聚变之火。随后，实验堆将运行15到20年。 5．下列各项中不是“核聚变能源成为未来人类新能源的希望所在”的理由的一项是
核聚变反应堆的原理很简单，只不过对于人类当前的技术水准，实现起来具有相当大的难度。 物质由分子构成，分子由原子构成，原子中的原子核又由质子和中子构成，原子核外包覆与质子数量相等的电子。质子带正电，中子不带电。电子受原子核中正电的吸引，在"轨道"上围绕原子核旋转。不同元素的电子、质子数量也不同，如氢和氢同位素只有1个质子和1个电子，铀是天然元素中最重的原子，有92个质子和92个电子。 核聚变是指由质量轻的原子（主要是指氢的同位素氘和氚）在超高温条件下，发生原子核互相聚合作用，生成较重的原子核（氦），并释放出巨大的能量。1千克氘全部聚变释放的能量相当11000吨煤炭。其实，利用轻核聚变原理，人类早已实现了氘氚核聚变---氢弹爆炸，但氢弹是不可控制的爆炸性核聚变，瞬间能量释放只能给人类带来灾难。如果能让核聚变反应按照人们的需要，长期持续释放，才能使核聚变发电，实现核聚变能的和平利用。 如果要实现核聚变发电，那么在核聚变反应堆中，第一步需要将作为反应体的氘-氚混合气体加热到等离子态，也就是温度足够高到使得电子能脱离原子核的束缚，让原子核能自由运动，这时才可能使裸露的原子核发生直接接触，这就需要达到大约10万摄氏度的高温。 第二步，由于所有原子核都带正电，按照"同性相斥"原理，两个原子核要聚到一起，必须克服强大的静电斥力。两个原子核之间靠得越近，静电产生的斥力就越大，只有当它们之间互相接近的距离达到大约万亿分之三毫米时，核力（强作用力）才会伸出强有力的手，把它们拉到一起，从而放出巨大的能量。 质量轻的原子核间静电斥力最小，也最容易发生聚变反应，所以核聚变物质一般选择氢的同位素氘和氚。氢是宇宙中最轻的元素，在自然界中存在的同位素有：氕、氘(重氢)、氚(超重氢)。在氢的同位素中，氘和氚之间的聚变最容易，氘和氘之间的聚变就困难些，氕和氕之间的聚变就更困难了。因此人们在考虑聚变时，先考虑氘、氚之间的聚变，后考虑氘、氘之间的聚变。重核元素如铁原子也能发生聚变反应，释放的能量也更多；但是以人类目前的科技水平，尚不足满足其聚变条件。 为了克服带正电子原子核之间的斥力，原子核需要以极快的速度运行，要使原子核达到这种运行状态，就需要继续加温，直至上亿摄氏度，使得布朗运动达到一个疯狂的水平，温度越高，原子核运动越快。以至于它们没有时间相互躲避。然后就简单了，氚的原子核和氘的原子核以极大的速度，赤裸裸地发生碰撞，结合成1个氦原子核，并放出1个中子和17。6兆电子伏特能量。 反应堆经过一段时间运行，内部反应体已经不需要外来能源的加热，核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要将氦原子核和中子及时排除出反应堆，并及时将新的氚和氘的混合气输入到反应堆内，核聚变就能持续下去；核聚变产生的能量一小部分留在反应体内，维持链式反应，剩余大部分的能量可以通过热交换装置输出到反应堆外，驱动汽轮机发电。这就和传统核电站类似了。 核聚变消耗的燃料是世界上十分常见的元素--氘（也就是重氢）。氘在海水中的含量还是比较高的，只需要通过精馏法取得重水，然后再电解重水就能得到氘。新的问题出现了，仅仅有氘还是不够的，尽管氘-氘反应也是氢核聚变的主要形式，但我们人类现有条件下，
三一重工五年计划规划概要 【最新资料，WORD文档，可编辑修改】
第一章规划概要 三一重工“五年规则”（2002-2006）是在对公司未来五年即将面临的外部和内部环境进行认真分析后制定的纲领性文件，重点对公司未来五年的使命和任务、战略业务的定位及所采取的战略进行框定。 规划期末主要指标为：实现销售收入60亿元，资产收益率在国内同行业中处于领先水平。 本规划分五章，其中： 第一章：规划概要。 第二章：战略规划目标，明确了公司五年规划的任务与使命：以高新技术发行传统机械装备工业，在保证新开发产品毛利率不小于40%的原则下，率先促使所经营产品升级换代至世界一流水准，成为中国机械装备工业的标志性企业，销售收入达到60亿元。 第三章：战略规划依据，主要对企业所面临的外部环境，如国家的宏观政治、经济形势，顾客、竞争者、供应商的嬗变进行了机会与威胁的分析，对企业的内部环境主要从企业发展中存在的问题和取得的成绩进行了认真的总结和剖析。 第四章：总体战略及战略定位，第一节概括性地提出了公司今后五年的总体战略，第二节主要对公司未来五年中“我们的顾客、我们的核心竞争力、我们竞争的市场地理范围、我们的竞争对手、我们的竞争战略、我们的增长战略”进行了明确定位。 第五章：战略业务定位及发展目标，本章重点利用波士顿咨询集团分析法，对公司的现有业务进行了重新定位分析，对在规划期内是否开展新业务进行了明确，并提出各业务单位在规划期末的相关目标。 后记。
第二章战略规划目标 企业使命 三一重工的使命：以高新技术改造传统的机械装备工业，率先促使所经营的产品升级换代于世界一流水准，全面满足客户显性和隐性需求。 指导方针 维护好行业秩序，避免恶性竞争，目的不是击败竞争对手，而是把自身做强做大，从而提高行业整体水平，实现产业报国的宿愿；在发展中注意处理好规模、效益、品牌三者之间的关系；走科技创新之路，向科技要发展，向管理要效益。 重点工作及目标 公司的总体目标是成为中国机构装备工业的标志性企业。 1.规划末期，实现销售收入60亿元，其中国内市场占90%，国外市场占10%，在国内同行中处于领先水平。 2.建立完善的营销体系和高素质的营销队伍，提高我们的营销能力，使砼输送泵、泵车、压实机械、推土机、沥青摊铺机的市场占有率处于行业第一或第二的位置，其它产品具备第一或第二的市场潜力，公司信誉度达98%，美誉度达99%，使公司的品牌成为工程机械行业的国内第一品牌。 3.确保员工收入处于同行业、同类型企业的领先水平，保持竞争优势，建立和完善职工养老保险和医疗保险制度，为员工享受高质量生活提供物资保障。 4.建立先进高效的人力资源开发管理体系，根据公司发展战略的需要，引进一批标志性人才，优化公司员工结构，加强员工在职培训，使公司员工整体素质居于同行领先水平。创造良好的用人环境，企业所需人才引得进、留得住、用得好。积极推进企业文化建设，用共同价值观，把全体职工凝集在一起，形成强有力的团队，用制度管理人，用文化塑造人。树立良好的社会形象。 5.推进科技进步和创新，提高持续发展能力。力争在主要领域跟住世界先进水平，缩小差距；在有相对优势的部分领域达到世界先进水平；在局部可跨越领域实现突破。加强自身研发能力建设，建立国家级技术研究中心、博士后工作站、在发达国家及国内科技发达地区建立多个研发机构，使公司拥有全行业最强大的科研队伍，并积极开发拥有自有知识产权项目，规划期开发的新品增加收入12亿元。
学年论文 核聚变——未来的新能源 班级：08113 学号：27 姓名：宋广佳 指导教师：姚大力
核聚变——未来的新能源 0811327 宋广佳 【摘要】：氢弹应用的正是聚变原理，这是人类利用核聚变能的首次成功尝试。两个氢原子合为一个氦原子，叫核聚变，太阳就因此释放出巨大能量。核聚变产生的能量比核裂变还要多，而其辐射却要少得多，而且核聚变燃料可以说是取之不尽、用之不竭的。 关键词：核聚变未来新能源国际合作项目研究 能源是社会发展的基石。古人伐木为薪，后来柴薪逐渐被煤、石油、天然气等化石燃料取代。而今，化石能源面临“危机”，同时又对环境造成严重污染。以煤炭、石油、天然气等化石能源替代柴薪的第一次能源革命，带来了社会、经济的迅速发展。然而这些宝贵的化石能源是不可再生的，据估计，100年后地球上的化石能源将会枯竭。面对即将来临的能源危机，人类开始寻找新能源。回顾人类发展的历史，每一次高效能新能源的利用，都会使社会进入一个新的时代，带来一次新的飞跃。新能源的开发是社会发展的重要基础。 能源分为一次能源和二次能源，化石能源、太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能等为一次能源，而焦煤、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能为二次能源。其次，按利用状况，可分为常规能源和新能源。前者是指在不同历史时期的科技发展水平下已被广泛应用的能源，现阶段指煤、石油、天然气、水能和核裂变能五种；后者指由于技术、经济或能源品质等因素而未能大规模使用的能源，如太阳能、风能、海洋能、地热能等。为了社会的稳定发展，人们正在利用高新科学技术开发新的能源。从长远来看，核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源，人类将从“石油文明”走向“核能文明”。原子弹、氢弹的爆炸，使人们认识到原子核内蕴藏着巨大的能量，核电站正是合理利用核能的一个途径。而今，太阳能、地热能、海洋能、生物能等各种新能源也正在开发过程中。日本政府于1993年就提出旨在开发利用新能源的“新阳光计划”，每年都要为新能源技术开发拨款约362亿日元。日本新能源利用的目标是，到2008年争取使新能源在一次能源中所占的比重由目前的1%提高到3%。美国《国家综合能源战略》确定的新能源开发利用目标是，发展先进的可再生能源技术，开发非常规的甲烷资源，发展氢能的储存、分配和转化技术。 为什么太阳能源源不断地向外释放能量，好像永远不会枯竭？这个疑问直到爱因斯坦提出了狭义相对论才有了答案。在极高的温度下，太阳物质发生核聚变反应，释放出巨大的聚变能，其中极小一部分来到地球，成为地球一切生命和能源之源。 一、什么叫核聚变 世界上的每一种物质都处于不稳定状态，有时会分裂或合成，变成另外的物质。物质无论是分裂还是合成，都伴随着能量的转移过程。大家熟知的原子弹利用的则是裂变原理，目前的核电站也是利用核裂变来发电的。核裂变虽然能产生巨大能量，但裂变堆的核燃料蕴藏极为有限，不仅其强大辐射会伤害人体，而且废料也很难处理，可能遗害千年。1946年，第一颗原子弹在广岛上空引爆，此后不久，氢弹爆炸又获得成功。氢弹应用的正是聚变原理，这是人类利用核聚变能的首次成功尝试。两个氢原子合为一个氦原子，叫核聚变，太阳就因此释放出巨大能量。核聚变产生的能量比核裂变还要多，而其辐射却要少得多，而且核聚变燃料可以说是取之不尽、用之不竭的。氢弹威力无比，却无法控制，一旦释放就无法挽回。是否可以控制聚变能，使之缓慢释放，造福人类呢？
中国核工业 ＺＨＯＮＧＧＵＯＨＥＧＯＮＧＹＥ中国核工业 ＺＨＯＮＧＧＵＯ ＨＥ ＧＯＮＧＹＥ ２００６年?第１２期?总第７６期 国际磁约束核聚变研究始于上世纪５０年代。国际上将核聚变研究的发展分为六个阶段，即：原理性研究阶段、规模实验阶段、点火装置实验阶段（氘氚燃烧实验）、反应堆工程物理实验阶段、示范反应堆阶段、商用化反应堆阶段。总体上看，国际磁约束核聚变界正处在点火装置和氘氚燃烧实验阶段，并逐步向反应堆工程实验阶段过渡。 上世纪９０年代，国际磁约束核聚变研究取得了突破性的进展，获得了聚变反应堆级的等离子体参数，初步进行的氘－氚反应实验，得到１６兆瓦的聚变功率。可以说，磁约束核聚变的科学可行性已得到证 实，有可能考虑建造“聚变能实验堆”，创造研究大规模核聚变的条件已经成熟。国际聚变研究在完成科学可行性验证后已于１９９６年正式定位为核聚变能源开发，其显著标志是国际原子能机构（ＩＡＥＡ）等离子体物理和受控核聚变研究国际会议于１９９６年正式更名为国际聚变能源大会。 近十年来，各国在托卡马克装置上的核聚变研究不断取得令人鼓舞的进展。１９９１年１１月９日，欧共体的ＪＥＴ托卡马克装置成功地实现了核聚变史上第一次氘－氚运行实验，在氘氚６比１的混合燃料（８６％氘，１４％氚）中，等离子体温度达到３ 亿摄氏度，核聚变反应持续了２秒钟，产生了１×１０１８个聚变中子，获得的聚变输出功率为０．１７万千瓦，能量增益因子Ｑ值达０．１１～０．１２。虽然高峰聚变功率输出时间仅有２秒，但这是人类历史上第一次用可控方式获得的聚变能，意义十分重大。这一突破性的进展极大地促进了国际托卡马克实验堆计划的开展。 １９９３年１２月９日和１０日，美国在ＴＦＴＲ装置上使用氘、氚各 ５０％的混合燃料，使温度达到３亿～４亿摄氏度，两次实验释放的聚变能分别为０．３万千瓦和０．５６万千瓦，大约为ＪＥＴ输出功率的２倍和４ 国际核聚变研究开发的现状和发展趋势 本期专题———关注中国核聚变研究 ◎撰文?希物 特斯拉、等离子体存在时间２９６０毫秒。 我国聚变研究的中心目标是在可能的条件下促使核聚变能尽早在中国实现。因此，参加国际热核聚变实验堆（ＩＴＥＲ）计划应该也只能是我国整体聚变能研发计划中的一个重要组成部分。国家将在参加ＩＴＥＲ计划的同时支持与之配套或与之互补 的一系列重要研究工作，如托卡马克等离子体物理的基础研究、聚变堆第一壁等关键部件所需材料的开发、示范聚变堆的设计及必要技术或关键部件的研制等。参加ＩＴＥＲ计划将是我国聚变能研究的一个重大机遇。 尽管就规模和水平来说，我国核聚变能的研究和美、欧、日 等发达国家还有不小的差距，但是我们有自己的特点，也在技术和人才等方面为参加ＩＴＥＲ计划作了相当的准备。这使得我们有能力完成约定的ＩＴＥＲ部件制造任务，为ＩＴＥＲ计划作出相应的贡献，并有可能在合作过程中全面掌握聚变实验堆的技术，达到我国参加ＩＴＥＲ计划总的目的。 １５
高中物理之核聚变知识点 核聚变 物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变。把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变。 轻核的聚变（热核反应） 某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。 轻核的聚变：
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量： 发生聚变的条件： 使原子核间的距离达到10的负15次方m. 实现的方法有： 1、用加速器加速原子核； 2、把原子核加热到很高的温度；108～109K 聚变反应又叫热核反应
核聚变的利用——氢弹 可控热核反应——核聚变的利用 可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚变产生的核量是 非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变装置“中国环流器1号”已取得不少研究成果。 1.热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。 ①轻核聚变产能效率高。 ②地球上聚变燃料的储量丰富。 ③轻聚变更为安全、清洁。 2.现在的技术还不能控制热核反应。 ①热核反应的的点火温度很高； ②如何约束聚变所需的燃料；
③反应装置中的气体密度要很低，相当于常温常压下气体密度的几万分之一； 3.实现核聚变的两种方案。 ①磁约束（环流器的结构） ②惯性约束（惯性约束） 习题演练 1. （2011年绍兴一中检测）我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电、显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000 s，温度超过1亿度，标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是（）A．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子B．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子C．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为（2m1－m3－m4）c2 D．与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性 2. 重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径，下列说
国际热核聚变实验反应堆计划（International Thermonuclear Experimental Reactor，简称ITER）与国际空间站、欧洲加速器、人类基因组计划一样，是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。其目的是借助氢同位素在高温下发生核聚变来 获取丰富的能源。 1985年，由美苏首脑提出了设计和建造国际热核聚变实验堆ITER的倡议；也被称为“人造太阳”计划。 ITER的投资和建设规模之庞大，交叉学科种类之多，实验设备之复杂，都决定了它必须由多国合力完成。该计划约需耗时35年，耗资100亿美元，涉及领域包括超导研究、高真空、生命科学、遥控密封、环境科学、等离子计量和控制、信息通信、纳 米材料等多种学科，它的最终选址一直是参与国竞争的焦点。 先后有西班牙、法国、日本和加拿大4个国家提出申请将实验堆建在本国，日本 和法国最终入围，加拿大则因没有入围而于2003年12月23日宣布因缺乏资金退出。美国因自认为在核聚变技术上领先其他国家，曾于1999年宣布退出，后又因国内热核聚变研究进展缓慢，担心被ITER甩下，于2003年2月18日重新加入。中国也在同 日正式入盟。 2005年6月28日，在计划提出20年，选址耗时18年后，ITER的建设地点终于花落法国的卡达拉舍，它将成为世界第一个产出能量大于输入能量的核聚变装置，为 制造真正的反应堆作准备。 合作承担ITER计划的7个成员是欧盟、中国、韩国、俄罗斯、日本、印度和美国，这七方包括了全世界主要的核国家和主要的亚洲国家，覆盖的人口接近全球一半。为建 设ITER，各参与方专门协商组建了一个独立的国际组织，各国政府首脑在过去几年中都采取不同方式对参加ITER计划作出过正式表态。这些都是国际科技合作史上前所未有的，充分显示了各国政府和科技界对该计划的高度重视。 ITER计划的实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用聚变能，从而可能影响人类从根本上解决能源问题的进程。
《计划摘要》编写帮助说明 (目录)计划摘要列在创业计划书的最前面，它是浓缩了的创业计划书的精华。计划摘要涵盖了计划的要点，以求一目了然，以便读者能在最短的时间内评审计划并做出判断。 计划摘要一般要有包括以下内容：公司介绍;公司文化，主要产品和业务范围;市场概貌;营销策略;销售计划;生产管理计划;管理者及其组织;财务计划;资金需求状况 等服务智商。 中肯的分析往往更能赢得信任，从而使人容易认同企业的创业计划书。最后，还要介绍一下创业者自己的背景、经历、经验和特长等。企业家的素质对企业的成绩往往起关键性的作用。在这里，企业家应尽量突出自己的优点并表示自己强烈的进取精神，以给投资者留下一个好印象。 在计划摘要中，企业还必须要回答下列问题： (1).企业所处的行业，企业经营的性质和范围; (2).企业主要产品的内容; (3).企业的市场在那里，谁是企业的顾客，他们有哪些需求; (4).企业的合伙人、投资人是谁; (5).企业的竞争对手是谁，竞争对手对企业的发展有何影响。 摘要尽量简明、生动。特别要详细说明自身企业的不同之处以及企业获取成功的市场因素。如果企业家了解他所做的事情，摘要仅需2页纸就足够了。如果企业家不了解自己正在做什么，摘要就可能要写20页纸以上。因此，有些投资家就依照摘要的长短来“把麦粒从谷壳中挑出来” 《公司介绍》编写帮助说明 介绍公司的主营产业、产品和服务、公司的竞争优势以及成立地点时间、所处阶段等基本情况。在介绍企业时，首先要说明创办新企业的思路，新思想的形成过程以及企业的目标和发展战略。其次，要交待企业现状、过去的背景和企业的经营范围。在这一部分中，要对企业以往的情况做客观的评述，不回避失误。 战略规划》编写帮助说明 公司业务描述介绍公司的宗旨和目标、公司的发展规划和策略。 创业组织》编写帮助说明 创业者需要一支有战斗力的管理队伍。企业管理的好坏，直接决定了企业经营风险的大小。而高素质的管理人员和良好的组织结构则是管理好企业的重要保证。因此，风险投资家会特别注重对管理队伍的评估。 企业的管理人员应该是互补型的，而且要具有团队精神。一个企业必须要具备负责产品设计与开发、市场营销、生产作业管理、企业理财等方面的专门人才。在创业计划书书中，必须要对主要管理人员加以阐明，介绍他们所具有的能力，他们在本企业中的职务和责任，他们过去的详细经历及背景。此外，在这部分创业计划书书中，还应对公司结构做一简要介绍，包括：公司的组织机构图;各部门的功能与责任;各部门的负责人及主要成员;公司的报酬体系;公司的股东名单，包括认股权、比例和特权;公司的董事会成员;各位董事的背景资料。 《产品服务》编写帮助说明
为什么说核聚变是终极能源？ 随着社会的进步，人类对能源的需求越来越大，传统的化石能源已经接近枯竭。可控核聚变是解决能源危机的最终手段。一升海水中的氘元素蕴含的能量相当于300升汽油。 01磁场约束核聚变——托克马克装置 托卡马克，是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字Tokamak 来源于环形、真空室、磁、线圈。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。 相比其他方式的受控核聚变，托卡马克拥有不少优势。1968年8月在苏联新西伯利亚召开的第三届等离子体物理和受控核聚变研究国际会议上，阿齐莫维齐宣布在苏联的T-3托卡马克上实现了电子温度 1 keV，质子温度 0.5 keV，n τ=10的18次方m-3.s，这是受控核聚变研究的重大突破，在国际上掀起了一股托卡马克的热潮，各国相继建造或改建了一批大型托卡马克装置。其中比较著名的有：美国普林斯顿大学由仿星器-C改建成的 ST Tokamak，美国橡树岭国家实验室的奥尔马克，法国冯克奈-奥-罗兹研究所的 TFR Tokamak，英国卡拉姆实验室的克利奥（Cleo），西德马克斯-普朗克研究所的 Pulsator Tokamak。 2006年9月28日，中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的新一代热核聚变装置EAST首次成功完成放电实验，获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。EAST成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。 早在1933年，即发现核裂变现象五年前，人类就发现了核聚变。虽然核裂变比核聚变发现得晚，但是很快就实现了核裂变爆炸。随着受控核裂变发电获得成功，世界范围内大规模核电站建设迅速展开，并投入商业运行。 在核聚变实现后，同样，人们也试图能和平利用受控核聚变，如建立受控核聚变发电厂。与利用核裂变发电相比，利用受控核聚变的能量来发电具有许多优点：一是理论和实践都证明，核聚变比核裂变释放出的能量要大得多；二是资源
临湖公路龙山段一标段 总体进度计划 一、工程概况 本合同段起止桩号K0+000～K2+550，线路总长2.55公里。主要工程量有：开挖土石方46万m3、填方37万m3、清表土3.1万m3，软基处理抛石挤淤1.9万 m3、水沟5645m、防护4439m、路面工程9万m2、污水管道5855m、雨水管道6940m、一跨20m空心板桥梁1座。 二、施工总体进度目标 进度目标：工程计划工期18个月，从2003年3月1日至2014年 8 月30 日。三、总体施工安排 根据本标的实际情况，为合理配置施工资源，拟分4个工程处施工，各工程处由项目经理部统一管理和调度，项目经理部根据各工程处的进度和需要，合理调配人员和设备，必要时调整施工任务，保证工程顺利进行。本合同段施工分四个阶段： 第一阶段：主要完成施工准备、清理施工场地、完成预应力空心板预制场及拌和场建设、拉通施工便道、临时弃土场的征地，时间2013年3月1日至2013年3月31日。计划完成路基挖方4.63万m3，占总量的10%；计划完成路基填方3.75万m3，占总量的10%；计划完成清淤及回填石方6874m3，占总量的35%；计划完成桥梁桩基2根，占总量的13%。 第二阶段：完成特殊路基处理及土石方工程，完成主体路基防护、排水等工程，桥梁工程，时间2013年4月1日至2013年12月25日。 工程情况：计划完成路基挖方41.67万m3，占总量的90%；计划完成路基填方33.74万m3，占总量的90%；计划完成清淤及回填石方12767m3，占总量的65%；计划完成水沟5645m，占总量的100%；计划完成护坡226m，占总量的100%；计划完成拱型骨架430m，占总量的100%；计划完成三维植草2648m，占总量的100%；计划完成植草护坡910m，占总量的100%；计划完成垫层96640m2，占总量的100%；计划完成路面附属工程的100%；计划完成污水管道5855m，占总量的100%；计划完成雨水管道6940m，占总量的100%；计划完成桩基14根，占总量的87%；计划完成桥梁下部构造的100%；计划完成桥梁上部构造的100%；完成沥青混凝土拌和场的建设。 材料情况：备齐碎石垫层材料的100%；备齐路面基层材料的20%；备齐路面附属工程材料的人行道板砖、路缘石的100%。 第三阶段：完成路面底基层、基层、面层工程，时间2014年1月8日至2014年8月30日。
我国核聚变堆材料研究获重要进展 研制出基于功能梯度材料的六种第一壁候选材料，其中五种国际上未见报道 本报记者温新红 记者日前从北京科技大学获悉，与本世纪最受关注的科学项目——国际热核聚变实验反应堆(ITER)计划相关的热核聚变堆实验装置中面向高温等离子体的第一壁材料研究取得重要进展，该校材料学院教授、中科院院士葛昌纯领导课题组经10年努力研制出6个体系的基于功能梯度材料（Functionally Graded Materials, 简称 FGM）的第一壁候选材料，目前此项研究在国际上处于领先水平。 聚焦受控热核聚变第一壁材料 2006年11月21日，科技部部长徐冠华代表中国政府签署了ITER计划的联合实验协定及相关文件。一直主张中国加入ITER的葛昌纯认为，中国此次加入ITER，分担了一部分研究项目，但接下来的工作还有很多，国内相关领域的科学家应该提早研究，争取尽早建立起示范聚变堆和商用聚变堆。 葛昌纯是研究先进材料的专家，他说，从工程角度看，相关的核聚变材料已成为制约核聚变能走向实用的关键之一，非常重要的一类是面向等离子体应用的材料，尤其是处于高热负荷下的偏滤器部件。 据介绍，单一材料或涂层材料已不能满足前沿科研领域发展的需求，例如用于航天飞行器上、需要承受1000摄氏度以上高温度落差的材料。但通常的涂层材料，如金属表面的陶瓷涂层，由于陶瓷和金属的膨胀系数相差很大，反复多次就会开裂。 同样，核聚变装置也需要耐高温、耐腐蚀、耐冲刷的新材料。葛昌纯说，核聚变装置的真空室相当于一个装入高温等离子体的炉子，最受考验的是直接面向高温等离子体的内壁，即第一壁材料。氘氚聚变反应产生大量的高能中子和?琢粒子、电磁辐射，它们和等离子体离子、快原子和其他从等离子体逃逸出的粒子（氘、氚和杂质）以及高达1MW/m2的热负荷、脉冲运行状态和高交变热应力一起，强烈地作用于第一壁。人类到目前为止还没有遇到过工作环境这么复杂的材料。另一种材料是在等离子体出口处的偏滤器材料，这里的热流密度更高，达到6~10MW/m2，在不正常条件下甚至高达 20~100MW/m2。因此这两种材料是核聚变装置中服役条件最严酷的材料。 葛昌纯根据自己多年材料研究的经验，认为这是一个非常重要的研究方向。1996年，他向有关部门提交了耐高温等离子体冲刷的功能梯度材料的科研顶层设计项目建议书。在建议书中葛昌纯设想这种材料可以运用在三个方面，一是为受控核聚变提供耐高温等离子体冲刷的材料，二是可以用于激光核聚变的材料，三是可以在航空航天上用的材料。这项建议得到了国家有关部门的重视和核工业西南核物理研究院的合作，“863”新材料专家委员会听取了葛昌纯的论证报告，通过答辩后，于1997年7月批准了这个项目。 五种功能梯度第一壁材料国际上尚未见有报道 葛昌纯领导课题组经过十年努力，特别是近五年来通过指导周张健副教授负责的国家自然科学基金项目、沈卫平副教授负责的“863”计划项目，以及研究组与中科院等离子体物理研究所和核工业西南物理研究院的协作项目，较深入地研究了弹塑性有限元分析和优化设计、超高压力通电烧结、熔渗——焊接
热核聚变”，简单的说就是把氢弹的原理用来发电，具体科普已经很多了，楼主只强调三个特点： 1、环保，异常的环保！ 2、廉价，异常的廉价！ 3、难，异常的难！ 但，假设做成了，会是什么情况？电力几乎免费，进一步说，能源在可预见的时间内几乎不需要成本。 进一步设想一下： 环保问题将彻底解决。中国所有的环保问题都是成本问题，只要加热到10000度，什么污染物都离子化了，哪来的污染？（这其实是个小问题） 生产成本急剧下降，生产力迅速提升。生产物料可以全部回收，打回到原子状态，重新提炼（这个过程是非常耗费能源的）。
与之相对应的技术必然井喷：电动汽车取代汽油车（汽油机做不过别人，电动车这块是有望实现弯道超车的）、用对撞机生产各式各样的元素。如此等等。 所有的产品，无论是武器、设备，还是其他商品，往上分析，其成本构成只有：人力和空间。 只要有了无限的电，将彻底颠覆人类目前的社会结构，其重要性楼主无法用语言来描述。 另外，在研发过程中对军事领域的推动也不容小觑。和氢弹是本家嘛！ 当然这个是非常理想化的状态，总之前景还是很诱惑的，于是各国蠢蠢欲动。 说实话，在科学前瞻性方面，欧美人一直是走在前面的。这么个玩意儿，又和军事沾边，能自己搞，肯定自己搞了。不过实在太烧钱。
八九十年代，那会中国的科技实力还排不上号，美国人带着欧洲人就是不和中国玩，中国天天跟着屁股后面要一起玩。 结果他们自己人还是协商不好，98年美国索性不干了。 但不干了也不行啊，石油煤炭终究要用完的，这不是全人类的希望所在嘛！ 折腾来折腾去，中国一拍大腿：得了，钱我多出点！2003年中国和美国同一天（是同一天，不知道达成了什么妥协）加入到这个计划。钱自然多多益善，因为钱就是话语权的保障啊，于是美 国又拉来印度当冤大头。你拉一个，我拉一个，最终主要国家都加入了这个计划。（其实欧洲的主导作用是很大的，为了剧情需要，委屈一下） 紧接着选址。对中国来说法国是最合适的，中法关系的猫腻不用扒了吧？（据说他们煮茶叶蛋的技术都是土共亲授的），法国又是西方国家，地址也不至于太敏感；对美国来说，日本最合适 ，等于就是自己家嘛！
1.中平面快速扫描探针 等离子体边界具有丰富的物理现象，包括边界物理参数、剪切层流、径向湍流等各种湍流结构，以及SOL流等，这些现象往往与等离子体输运紧密联系，同时波与等离子体相互作用、偏滤器物理等其他物理研究也需要探针提供基本物理参数的分布。装备不同类型朗缪尔探头的往复式探针能够扫描测量出边界等离子体参数的分布，也能定点获得等离子体边界密度、温度、悬浮电位以及相应的涨落量等物理量，是分析湍流行为的基本手段之一，两套可同步运行的探针系统除可以同时测量更多的物理量外，还能进行边界大尺度结构的研究。两套快动探针系统是EAST边界物理特别是刮削层研究的重要手段。 EAST中平面探针系统主要有J,K窗口的两套快速往复探针系统组成（图1）。它们环向相差17°,可以提供边界上游数据。它们最大的运动速度为两米每秒，可以在300ms之内做一次往复运动，从而获得边界等离子体参数的分布信息。两套探针系统稳定可靠，机动灵活。探针系统的最大安全行程为500mm。位移误差小于百分之一。探针在一次放电中可以完成多次动作，具体次数视放电长度而议。 EAST快动探针系统采用快慢两级驱动模式，慢动驱动部分使用步进电机通过丝杠来驱动探针沿着导轨前后运动，行程范围在1.5m左右，使得探针到达SOL区外侧的等待区域；快动驱动部分则由一个伺服电机和一个电缸组成，伺服电机的旋转运动通过电缸的循环齿轮带转成直线运动；同时在快动驱动的电缸旁平行安装了一个75cm长的线性位移传感器，用于将位置信号转化成电压信号送到探针采集系统。慢驱和快驱都有自锁功能，能够保护探针系统不因为内外压
力差等造成探针自行移动。图1显示了EAST上两套快速往复探针系统的照片。 图1.EAST上两套快动探针系统。 2.偏滤器探针诊断系统 偏滤器探针是典型的等离子体诊断静电探针，由于其具有比较高的时间分辨高、使用方便、可测量的物理量丰富等优点，一直被作为常规的等离子体诊断工具。偏滤器探针采用三探针阵列，可以测量偏滤器区域的电子密度、电子温度、压强、靶板表面入射粒子通量以及热通量的时空分布。 针对EAST装置的升级改造和实现高性能长脉冲等离子体放电的实验目标，偏滤器探针在2014年夏季EAST实验中也相应进行了升级。为了能够在高参数
聚变能和受控核聚变研究简史 江海燕 (合肥工业大学理学院安徽230009) 储德林 (解放军炮兵学院基础部物理教研室合肥230031) 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;太阳能、生物能虽然符合环保标准,但限于目前技术水平,尚不能提供大规模商业用电;其他能源受到天气状况,地理位置等条件制约,均无法彻底解决能源问题。 科学家早就认识到,要解决人类的能源问题,必须依靠大规模发展核能。目前核能主要有两种形式:裂变能和聚变能。同样,裂变能也存在资源匮乏以及环境污染等问题,其发展也只能是核能利用的中间阶段。聚变能燃料取自海水中蕴藏量极高的氢同位素氘(每立方米海水中含有30克氘),1克氘完全燃烧可产生相当于8吨煤的能量。因此聚变能源是取之不尽、用之不竭的符合国际环保标准的清洁能源,是人类解决未来能源问题的根本途径之一。 核聚变的理论依据是,两个轻核在一定条件下聚合生成一个较重核,同时伴有质量亏损,根据爱因斯坦的质能方程,聚变过程将会释放出巨大的能量。反应条件是将一定密度的等离子体加热到足够高的温度,并且保持足够长的时间,使聚变反应得以进行。由于核聚变等离子体温度极高(达上亿度),任何实物容器都无法承受如此高的温度,因此必须采用特殊的方法将高温等离子体约束住。像太阳及其他恒星是靠巨大的引力约束住1000万~1500万摄氏度的等离子体来维持聚变反应,而地球上根本没有这么大的引力,只有通过把低密度的等离子体加热到更高的温度(1亿度以上),来引起聚变反应。通过人工方法约束等离子体主要有两种途径,即惯性约束和磁约束。 惯性约束是利用高功率密度的激光束或其他粒子束将内含氘氚燃料的微丸在极短的时间内压缩聚爆达到极高的密度,同时将氘氚离子加热到热核聚变反应温度,并在向心聚爆形成的等离子体飞散以前(即利用等离子体向内运动的惯性)产生足够的聚变反应,获得能量增益。磁约束是在一定的真空容器中,将氘氚燃料用特殊的加热方法加热到聚变反应温区(即1亿度以上)以点燃氘氚反应,利用特殊设计的/磁笼子0将这种高温等离子体稳定地约束在该真空容器内,使聚变反应能够稳定进行。围绕这种/磁笼子0的设计和建造,人类已经走过了半个多世纪艰苦的历程。 二、受控核聚变研究历程 上世纪30年代,在英国剑桥的卡文迪什实验室进行了人类历史上第一次核聚变实验,结果可想而知,著名的物理学家卢瑟福于1933年宣布:从原子中寻找能源无异于痴心妄想!然而随着第二次世界大战的结束和曼哈顿计划(原子弹爆炸)的成功实施,人们对原子物理和核聚变的兴趣与日俱增。1952年11月1日在西太平洋埃尼威托克岛秘密爆炸了一颗氢弹,爆炸中释放的巨大能量宣告人类终于成功地实现了核聚变。欣喜之余,科学家们设想能否将爆炸中瞬间释放的巨大能量缓慢地释放出来,以用于和平利用核能的目的呢?事实上,科学家们一直在为受控核聚变努力着。1951年阿根廷的科学家们声称实现了受控核聚变,尽管后来证明这个结论是错误的,但也为其他科学家提供了有益的经验。 这个时候,世界上许多国家都在秘密开展受控核聚变的相关研究。美国的物理学家斯必泽在普林斯顿大学等离子体物理实验室建造了磁约束装置仿星器;物理学家詹姆士#塔克在洛斯阿拉莫斯国家实验室建造了磁场箍缩装置;爱德华#泰勒在劳伦斯利弗莫尔实验室把氢弹研究扩展到惯性约束研究。在英国,聚变研究的大量工作是在大学里开展的,其中最主要的有位于哈维尔皇家学院的汤姆逊研究组和位于牛津大学的桑尼曼研究组,汤姆逊还发明了一项聚变堆专利。1952年物理学家库辛和沃尔建造了小型等离子体环形箍缩装置,后来又建造了规模较大的实验装置ZE TA,ZE TA是一种稳定的环形箍缩装置,于1954年开始使用,到1958年停止。ZETA # 17 # 16卷5期(总95期)
信息资源类型：调研报告 国际热核聚变材料辐射装置- IFMIF 李天鹞 中国科学院核能安全技术研究
1.介绍 The International Fusion Materials Irradiation Facility（国际热核聚变材料辐射装置），IFMIF，是一个用于测试聚变用材料的装置，其目的是测试核聚变反应堆所用材料的可行性。 IFMIF的建设准备工作按预期已经在2006年开始，尽管发挥其实际的测试功能至少被排在2017年之后。其中有两个平行的氘核加速器，产生的氘核粒子束撞击锂元素标靶，反应后产生大量高能中子来照射样本材料和被测试成分。该装置可以通过在适当的周期内（几年）产生大量且能量适中的中子来模拟未来商业聚变反应堆中材料受照射情况，从而可以测试在极端情况下材料的长期行为。 聚变发展至今，安全、经济可行性与尊重环境将是热核聚变能源进行大规模普及必不可少的条件，而其中材料的抗辐照性和低活化性问题则是一个关键。IFMIF这一装置将着力于发展相关聚变材料，当它们曝露在高能粒子环境当中时，能否有足够的抗辐照能力。材料的测试需要强大的高能粒子源流(中子)。但是，目前尚没有达到高于数兆电子伏特的强大中子源流。IFMIF将提供这样的高能中子流，以便能够在其整个使用寿命周期上测试用于热核聚变反应堆材料样品。 该项目由欧盟、日本、俄罗斯及美国等共同参与的能源领域的最大国际合作项目之一，同时也是聚变领域最重要的两个国际合作项目之一(另外一个是ITER)。 2.结构 图1——总体3维视图 如图1所示，IMFIF由几个部分组成：加速器、靶、测试室和电力系统等。其中加速器、锂循环系统和处理系统都位于地面之下，主要的电力系统和热室等设施在地面上。