文档介绍：2007年8月核聚变与等离子体物理暑期讲****班
托卡马克等离子体约束
严龙文
核工业西南物理研究院,成都
2007年8月12日于四川大学
内容摘要
●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
心人类生活对能源的需求日益增大
自从人类学会如何
Individual energy consumption
使用能源使自己生
man-1950
man=1875
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
20000aBC
越来越快
为了保持人类的舒
适生活,现在对能
能源消耗图表
源的消耗极大
各种能源消耗的份额
古时,人类多使用太阳能、
现存能源种类
风能、水能等自然能源,以
其他能源:风能、太阳能
及少量的树木等可再生能源
地热能、%
水能23%
农业社会时,许多像树木
%
样的可燃烧物被使用,也有
%
少量的煤、石油等化石燃料
核能
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
石油
%
展,将会出现了严重能源危
机和污染问题。
中国对石油的需求和产量
420
80%
40%
1990
2000
2010
2020
2030
Production
a Demand
Imports as of demand (right axis
世界上石油资源的蕴藏量分布
World oil reserves
Middle
世界上的石油资
衡,其中中东地
South
区占有已探明储
merIca
量的70%
Afri
Form
Soviet
中国是一个石油
Nort
Pac:if
储量相对贫乏的
Europe
657
国家
各种化石能源的使用年限
按照现在的消费
Coal:
220 vears
增长,化石燃料
可供人类使用时
间分别为
Gas
60 years
煤:220年
石油:40年
oil
years
天然气:60年
内容摘要
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
等离子体约的名种漠式
等离子体输运与能量约束定标
约改普与边缘局域模控制
总结和讨论
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。
DD反应
DT反应
⊙
⊙
The fusion reactior
A fusion reaction
6+6→
+ Energy
女+6
常用的核聚变反应
轻核聚合反应:
ID+1D22He+on +
D2+D2→T3+1p1+40MeV
D+2He3-2He4+1p +
D2+T3→→,He4+an1+
故总结果:
6,D2→2,He+21p1+2n1+43MeV
即每个氘核聚变后可产生约72MeV的能量,是
,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