文档介绍：托卡马克等离子体约束
核工业西南物理研究院, 成都
2007年8月12日于四川大学
严龙文
2007年8月核聚变与等离子体物理暑期讲****班
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人类生活对能源的需求
核聚变及受控核聚变原理
等离子体约束的基本问题
等离子体约束的各种模式
等离子体输运与能量约束定标
约束改善与边缘局域模控制
总结和讨论
内容摘要
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人类生活对能源的需求日益增大
能源消耗图表
自从人类学会如何使用能源使自己生活更加舒适和方便后,人们使用能源的能力和对能源的消耗就不断增加。
工业文明发展之后,这种需求和增加就越来越快。
为了保持人类的舒适生活,现在对能源的消耗极大
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各种能源消耗的份额
石油35%
%
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%
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水能 %
现存能源种类
其他能源:风能、太阳能、地热能、等 %
古时,人类多使用太阳能、风能、水能等自然能源,以及少量的树木等可再生能源
农业社会时,许多像树木一样的可燃烧物被使用,也有少量的煤、石油等化石燃料被使用。
工业文明之后,大量的化石燃料被使用,而且随着人口的急剧增加和科学技术的发展,将会出现了严重能源危机和污染问题。
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中国对石油的需求和产量
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世界上石油资源的蕴藏量分布
世界上的石油资源分布极其不均衡,其中中东地区占有已探明储量的70%。
中国是一个石油储量相对贫乏的国家。
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各种化石能源的使用年限
按照现在的消费增长,化石燃料可供人类使用时间分别为:
煤:220年
石油:40年
天然气:60年
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人类生活对能源的需求
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核聚变原理
当两个轻原子核结合成一个较重的原子核时,会释放能量。我们称这种结合为聚变,放出的能量称为聚变能。在人工控制下的聚变称为受控聚变,释放受控聚变能量的装置,称为聚变反应堆或聚变堆。
D-D 反应
D-T 反应
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常用的核聚变反应
轻核聚合反应:
1D2+1D2→2He3+0n1+
1D2+1D2→1T3+1p1+
1D2+2He3→2He4+1p1+
1D2+1T3→2He4+0n1+
故总结果:
6 1D2→22He4+21p1+20n1+
,,单位质量的氘核聚变释放的能量比裂变大很多,这是聚变反应作为一种潜在新能源的突出优点。
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