[课外阅读]关于“人造太阳”的工作原理
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[人造太阳]《人造太阳》阅读答案-V1
人造太阳是近年来备受瞩目的科技项目,它被广泛认为是未来清洁能
源的主要组成部分。
本文将从以下几个方面探讨人造太阳。
一、人造太阳的原理
人造太阳是通过核聚变技术产生能量,具体而言,就是将氢原子聚变
成氦原子释放出巨大能量的过程。
通过模拟太阳内核的高温高压环境,让氢原子在磁场和惯性力的作用下发生聚变,产生能量。
二、人造太阳的优势
相较于目前主流的核裂变技术,核聚变技术具有以下优势:
1. 燃料常见:聚变燃料是氢和氦,这两种元素在地球上非常常见,而
核裂变燃料则需要稀有元素。
2. 安全性高:聚变反应不会产生核废料和温室气体,不会对环境产生
污染。
3. 能量密度大:核聚变技术可以在小型反应堆中产生大量的能量,可
以满足城市能源需求。
三、人造太阳的挑战
尽管人造太阳有很多优势,但想要实现核聚变技术商业化仍然存在许
多挑战。
1. 技术难题:核聚变技术需要高温高压环境、可控核燃烧等复杂技术,至今仍没有一个完美的解决方案。
2. 成本高昂:人造太阳需要庞大的设备和高昂的运行成本,商业化进
程严重受制于技术和成本。
3. 安全问题:虽然核聚变反应更加安全,但对于容错性和人为失误的
考虑必须更加谨慎。
总体而言,人造太阳作为未来清洁能源的重要组成部分具有广阔的发
展前景。
但我们需要看到的是,商业化进程需要经过长时间的技术攻
关和成本优化。
未来,随着技术的不断创新和进步,人造太阳将成为
创造清洁世界的重要利器。
人造太阳的原理
人造太阳采用的是核聚变的原理。
那什么是核聚变呢?
核聚变就是在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,中子虽然质量比较大,但是由于中子不带电,因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来。
大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。
这是一种核反应的形式。
原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化往往伴随着能量的释放。
核聚变是核裂变相反的核反应形式。
核聚变又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应。
核聚变的原理,简单来说即氢原子核(如氘和氚)结合成较重原子核(如氦)时放出巨大能量,是发生在原子核层面上的,属于物理变化。
核的聚变反应,是当前很有前途的新能源,一旦控制好,只需要不多的相关材料,就能源源不断的产生热能。
与不可再生能源和常规清洁能源不同,聚变能源具有资源无限,不污染环境,不产生高放射性核废料等优点,也不会产生温室气体,是人类未来能源的主导形式之一,也是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一。
科学家根据这个原理发明了一个人工可控核聚变装置,人们把它命名为“环流器”,像一个中间空的面包,是一个封闭磁场组成的“容器”,用来约束电离子的等离子。
科学家利用环流器来控制氢的同位素在聚变成一个氦原子的过程中所产生的热量,这个原理刚好是太阳能发光能发热的原理,所以科学家把这个装置就称为“人造太阳”。
人造太阳一旦实现民用,最直接的好处就是有源源不断、即干净、又便宜的电能,那时我们的电价可能按分来记了,所以值得期待哦。
人造太阳简介1000字人造太阳是一种通过人工手段产生太阳光和热能的设备。
它模拟了太阳的核聚变过程,将氢原子聚变成氦原子,释放出巨大的能量。
人造太阳是一项非常复杂和高科技的工程,需要使用先进的物理学和工程学知识,以及大量的能源和材料。
人造太阳的主要目的是提供可持续的能源和解决能源危机问题。
由于太阳能是最为丰富和可再生的能源之一,人造太阳可以大规模地产生太阳能,满足人类对能源的需求。
与传统的火力发电和化石燃料相比,人造太阳能够在不产生二氧化碳等污染物的情况下产生能源,对环境友好。
人造太阳的工作原理是通过高温和高压的条件下,将氢原子聚变成氦原子。
在太阳的核心,氢原子的核融合反应以每秒600百万吨的速度进行着。
人造太阳通过使用强大的磁场和高能粒子束,将氢原子加热到数百万度的温度,使其达到核融合的条件。
在这个过程中,氢原子的质量会减少,释放出巨大的能量。
人造太阳的核聚变反应可以分为两个阶段:点火和稳定。
点火是指在初始状态下,通过提供足够的能量和材料,使得反应能够自持续进行下去。
稳定是指在点火之后,能够保持反应的持续性和稳定性。
为了实现这两个阶段,人造太阳需要使用复杂的磁场和能量控制系统,同时还需要解决高温和高能粒子束对设备的损害问题。
人造太阳的应用前景非常广阔。
除了提供可持续的能源,人造太阳还可以用于推动航天飞行器和人类探索太空。
由于人造太阳可以模拟太阳的工作原理,科学家可以通过研究人造太阳来更好地了解太阳和宇宙的起源和演化。
此外,人造太阳还可以用于医学和工业领域,例如用于癌症治疗和材料制备等。
然而,人造太阳的研发和应用还面临着许多挑战。
首先,人造太阳需要大量的能源和材料,使得成本非常高昂。
其次,人造太阳的工程难度非常大,需要解决高温、高压和高能粒子束对设备的损害问题。
最后,人造太阳的安全性也是一个重要的考虑因素,需要避免核辐射和其他潜在的危险。
总的来说,人造太阳是一项具有重大意义和挑战性的工程项目。
它可以为人类提供可持续的能源,并推动科学研究和探索太空。
人造太阳百科名片所谓“人造太阳”,即先进超导托卡马克实验装置,也即国际热核聚变实验堆计划(ITER)建设工程,是当今世界迄今为止最大的热核聚变实验项目,旨在在地球上模拟太阳的核聚变,利用热核聚变为人类提供源源不断的清洁能源。
核聚变能以氘氚为燃料,具有安全、洁净、资源无限3大优点,是最终解决我国乃至全人类能源问题的战略新能源。
简介人造太阳是可控核聚变的俗称,因为太阳的原理就是核聚变反应。
(核聚变反应主要借助氢同位素。
核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境)人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。
科学家们希望发明一种装置,可以有效控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出。
科学家们把这类装置比喻为“人造太阳”。
人造太阳“人造太阳”是指科学家利用太阳核反应原理,为人类制造一种能提供能源的机器——人工可控核聚变装置,科学家称它为“全超导托克马克试验装置”。
(托卡马克是“磁线圈圆环室”的俄文缩写,又称环流器。
这是一个由封闭磁场组成的“容器”,像一个中空的面包圈,可用来约束电离子的等离子体。
)太阳的光和热,来源于氢的两个同胞兄弟——氘和氚(物理学叫氢的同位素)在聚变成一个氦原子的过程中释放出的能量。
“人造太阳”就是模仿的这一过程。
氢弹是人们最早制造出的“人造太阳”。
但氢弹的聚变过程是不可控的,它瞬间释放出的巨大能量足以毁灭一切。
而“全超导托克马克试验装置”却能控制这一过程。
通过一种特殊的装置已经可以把氘氚的聚变燃料加热到四亿到五亿度的高温区,然后在这么高的温度下就发生了大量的聚变反应。
目前在世界上最大的托克马克装置“欧洲联合环”上面已经获得了最大的聚变功率输出,到了16到17兆瓦。
但是只能短暂地运行,也就是这个“磁笼”只能存在几秒、十几秒钟,聚变反应也是昙花一现!背景100年前,爱因斯坦预见了在原子核中蕴藏着巨大的能量。
依据他提出的质能方程E=mc2,核聚变的原理人造太阳看上去极其简单:两个轻核在一定条件下聚合成一个较重核,但反应后质量有一定亏损,将释放出巨大的能量。
人造太阳知识点
人造太阳是一种模拟太阳内部核聚变反应的实验装置,也被称为托卡马克装置。
它是通过使用磁场来控制等离子体,使得核聚变反应可以在一个受控的环境中进行。
以下是关于人造太阳的一些知识点:
1. 托卡马克装置是由中国科学院等离子体物理研究所自主设计、研制并拥有完全知识产权的磁约束核聚变实验装置,是世界上第一个实现稳态高约束模式运行且持续时间达到百秒的装置。
2. 人造太阳的核聚变反应是通过将氘和氚等氢同位素加热到高温和高压的条件下进行的。
在等离子体中,氘和氚原子核会互相碰撞,并在高温高压的条件下形成氦和中子,同时释放出巨大的能量。
3. 人造太阳的核心部分是由核聚变反应产生的等离子体,而磁场则用于控制等离子体的运动和稳定性。
托卡马克装置中的磁场强度可以达到数千高斯,比地球磁场强得多。
4. 人造太阳的研究对于理解太阳内部的核聚变过程和探索清洁能源具有重要意义。
此外,人造太阳还可以用于开展相关物理、材料、工程等领域的研究。
5. 目前,国际热核聚变实验反应堆(ITER)是世界上最大的托卡马克装置,其建设正在进行中,旨在验证可控核聚
变技术的可行性和经济性。
6. 中国科学家也在人造太阳领域取得了一定的进展,例如中国的“人造太阳”东方超环已经实现了稳态高约束模式运行且持续时间达到百秒,为可控核聚变技术的研究提供了重要的实验基础。
人造太阳原理
人造太阳原理是:氙在电场的激发下,能射出类似太阳光的连续光谱。
高压长弧氙灯就是利用氙的这一特性制成的。
由于这种灯有极大的发光强度和非常接近日光的光色,所以叫做“人造小太阳”。
氙灯是六十年代发展起来的新光源之一。
这种灯的灯管是用耐高温、热膨胀系数小的全透明石英管做成的,两端封接有两个钍钨(或钡钨)电极,管内充有高纯度的氙气。
通电时,氙气受激发,射出强烈的白光。
这种灯的功率可以从一万瓦到几十万瓦。
一盏
5×104W的氙灯所发出的光相当于1000盏100W的日光灯或90盏400W的高压汞灯。
因此,它适宜于广场、体育场、飞机场、车站、大型建筑工地、露天煤矿等地方的大面积照明;还可以用作电影摄影、彩色照相制版、复印等方面的光源。
因为它发光接近日光,所以可在布匹织物的颜色检验,药物、塑料的老化试验,植物栽培,光化反应等方面作为人工老化的光源和模拟日光。
[人造太阳]《人造太阳》阅读答案(1)近年来,“人造太阳”的话题越来越引人注目。
而当中,一部叫做《人造太阳》的纪录片更是向人们展现了人类在太阳能研究方面的伟大成果。
那么,我们该如何去理解这个话题,以及从这个纪录片中汲取一些什么启示呢?以下是我的一些思考:1. 人造太阳真的起到了太阳的作用吗?对于这个问题,我认为答案是否定的。
虽然“人造太阳”也能够像太阳一样持续释放出能量,但是与太阳相比,人造太阳所产生的能量数量还是有很大的差距。
而且,人造太阳的能量产生来自于聚变反应,也就是说需要消耗大量的燃料才能维持其持续运行。
相比较而言,太阳的能量则是通过核聚变反应产生的,而这种反应可以不断自我维持且产生的能量也是不可估量的。
2. 人造太阳的组成结构是什么?人造太阳主要是由两个关键部分组成,分别是“大真空室”和“量子井”。
整个系统运行的原理是:在大真空室内部通过注入氘气体,相互碰撞的氘原子会运动得非常快,速度甚至可以达到太阳内部的数倍,从而产生出极高的温度和压力,创造出核聚变的条件。
而“量子井”则是整个系统中特别重要的一个部分,它的存在能够极大地提高氘气体的浓度和密度,从而使反应能够更加高效和充分地进行。
3. 人造太阳的应用前景和价值是什么?人造太阳的应用前景和价值还是非常广泛的。
在能源领域,它可能是一种非常具有潜力的替代能源,因为它产生的能量非常巨大,且不会产生任何有害的副产品。
另外,在空间探索方面,它也能够大大提高载人航天的安全性,因为人造太阳可以模拟太阳的辐射环境,帮助科学家更加准确地研究空间环境对人体健康的影响。
另外,它还能用于医疗和材料研究等领域,展现了其巨大的应用前景和经济价值。
总而言之,人造太阳无疑是代表了人类在科技上的伟大进步和变革,也为人类的未来注入了新的希望。
虽然人造太阳与太阳仍然存在很大的差距,但是我们仍然要对人类科学技术的创新和发展充满信心,相信未来一定会更加美好。
红领巾爱学习的人造太阳观后感小伙伴们!你们看了红领巾爱学习里面关于人造太阳的内容吗?那可真是超级酷,就像打开了一扇通往未来科幻世界的大门。
一开篇看到关于人造太阳的介绍,我就被吸引住了。
这人造太阳啊,可不是我们平常想象中挂在天上那个太阳的简单复制,它可是人类智慧超级厉害的结晶呢。
我在想,要是真有个能被我们控制的“太阳”,那得多牛啊!节目里说人造太阳是要解决能源问题的。
咱们现在用的能源,很多都有这样那样的麻烦,像煤啊石油啊,挖起来不容易,还会对环境造成污染。
但是人造太阳一旦成功,那可就是清洁能源的超级大佬啦。
它靠的是核聚变,这个词听起来就很科幻。
我想象着那些微小的粒子在一个巨大的装置里欢快地碰撞,然后就释放出巨大的能量,就像一群小魔法师在施展超级魔法一样。
科学家们为了这个人造太阳可真是费了好大的劲儿啊。
看着那些庞大又复杂的装置,我眼睛都快花了。
那些密密麻麻的线路、巨大的反应堆,感觉就像是一个超级迷宫,但科学家们就像是超级聪明的探险家,在这个迷宫里一步一步地找到正确的道路。
他们得做无数次的实验,失败了就再来一次,这种坚持的精神就像我们做数学题,一道难题做不对,多做几遍总能做出来一样,只不过他们的这个“难题”可是关系到全人类的未来呢。
而且啊,这还不仅仅是一个国家的事情。
世界各国的科学家们都在朝着这个目标努力,大家就像在玩一场超级大的合作游戏,每个人都带着自己的本领和智慧,一起为了这个伟大的人造太阳计划添砖加瓦。
这让我觉得,不管我们来自哪里,在探索科学奥秘、让地球变得更好这件事情上,大家都是一家人。
作为一名红领巾,我看了这个节目之后,感觉自己充满了力量。
以前觉得科学离我们很远,就像天上的星星,只能远远地看着。
但是现在,我觉得科学就在我们身边,我们也可以为它做点什么。
也许我们现在还不能像那些科学家一样去研究人造太阳,但是我们可以从爱护环境做起啊,节约能源,就像为未来的人造太阳计划加油助威一样。
我还想着,要是我以后也能成为一名科学家就好了。
乐山中考现代文专项阅读题及答案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。
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随着石油、煤炭等化石能源的日益枯竭,能源危机和能源污染步步逼近,获取新型能源已经变得十分迫切。
虽然风能、水能、太阳能等不断地被开发利用,但很难想象,它们能够完全替代传统能源。
1939年,美国科学家证实,一个氘原子核和一个氚原子核通过碰撞结合成一个氦原子核,可以释放出一个中子和17.6兆电子伏特的能量。
该发现揭示了已经持续“燃烧”了50亿年的太阳的巨大能量来自氢的同位素氘和氚的核聚变反应的奥秘。
模拟太阳,利用热核聚变为人类提供源源不断的安全而又清洁的能源,成为了人类的新梦想。
面对这个梦想在理论研究和实验技术上遇到的一个又一个难以逾越的障碍,原本独立进行研究和实验的欧盟,也同美国、俄罗斯、日本、韩国、中国和印度6个成员合作协定了“国际热核反应实验堆计划”,合力为人类的生存和发展打造“人造太阳”。
太阳巨大的能量来自核聚变反应。
在太阳的中心,温度高达20xx 万摄氏度,气压达3000多亿个大气压,在这样的高温高压条件下,核聚变释放出大量能量。
“人造太阳”将模拟这一过程,在建成的一个巨大的核聚变反应装置的真空室内加入少量氢的同位素氘,像变压器似的使其产生等离子体,然后提高密度和温度,使其发生聚变反应,产生巨大的能量。
作为核聚变反应的必要燃料,氘在自然界中几乎“取之不尽”,它可以从空气中提取,也可以从海水中提取。
地球上仅在海水中就含有45万亿吨氘,而每1升海水中含30毫克氘,30毫克氘聚变产生的能量,相当于300升汽油。
采集氘进行聚变反应,产生的能源足够人类使用100亿年。
但是,在地球上再现太阳的环境,以利用这种强大的能量,就意味着必须实现极高的温度,使燃料能够达到上亿度的高温,并且把处于上亿度高温下的燃料约束到一个局部的小空间当中。
[课外阅读]关于“人造太阳”的工作原理在高压高温下面,太阳从里面到表面都在发生聚变反应,正是因为这些聚变反应释放出大量能量,使太阳上亿年源源不断发出光和热。
但是太阳上的聚变反应是不可控的,就像在地球上看到的氢弹爆炸,巨大的能量在一瞬间释放出来,只能起到毁灭性的破坏作用。
为了让这种能量为我所用,需要将能量释放过程变成一个稳定、持续并且可控制的过程。
EAST正是起着这一转化作用,通过磁力线的作用,氢的同位素等离子体被约束在这个“游泳圈”中运行,发生高密度的碰撞,也就是聚变反应,模拟太阳产生能量。
从1升海水中提取的氢的同位素,实现完全的聚变反应,放出来的能量等同于燃烧300公升的汽油所获得的能量。
名词解释
核聚变反应核聚变反应主要借助氢同位素。
核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境。
托卡马克装置托卡马克是“磁线圈圆环室”的俄文缩写,又称环流器。
这是一个由封闭磁场组成的“容器”,像一个中空的面包圈,可用来约束电离子的等离子体。
氘-氚聚变氢原子最容易实现的聚变反应是其同位素氘与氚的聚变。
氘和氚聚变后,2个原子核结合成1个氦原子核,并放出1个中子和17.6兆电子伏特能量。
每1升海水中含30毫克氘,30毫克氘
聚变产生的能量相当于300升汽油。
EAST又称“实验型先进超导托卡马克”,是一台全超导托卡马克装置,可能成为世界上第一个可实现稳态运行、具有全超导磁体和主动冷却第一壁结构的托卡马克。
该装置有真正意义的全超导和非圆截面特性,更有利科学家探索等离子体稳态先进运行模式。
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