芒果视频下载

基本介紹

“國(guo)(guo)際熱(re)核聚變(bian)實(shi)驗堆（ITER）計(ji)劃”是(shi)目前全(quan)球規(gui)模最(zui)大(da)、影響最(zui)深遠的國(guo)(guo)際科研合作項目之一，建(jian)造(zao)約需10年，耗資50億美元(yuan)（1998年值）。ITER裝置(zhi)是(shi)一個能產生大(da)規(gui)模核聚變(bian)反(fan)應的超導托克馬克，俗稱(cheng)“人(ren)(ren)造(zao)太(tai)陽(yang)”。2003年1月，國(guo)(guo)務院批準(zhun)我(wo)國(guo)(guo)參加(jia)ITER計(ji)劃談判，2006年5月，經國(guo)(guo)務院批準(zhun)，中國(guo)(guo)ITER談判聯合小組代表我(wo)國(guo)(guo)政府與歐盟、印度、日(ri)本、韓(han)國(guo)(guo)、俄羅(luo)斯和美國(guo)(guo)共同草簽了(le)ITER計(ji)劃協定。這(zhe)七方(fang)包括了(le)全(quan)世界(jie)主(zhu)要的核國(guo)(guo)家和主(zhu)要的亞洲國(guo)(guo)家，覆蓋(gai)的人(ren)(ren)口接(jie)近全(quan)球一半。我(wo)國(guo)(guo)參加(jia)ITER計(ji)劃是(shi)基(ji)于(yu)能源長遠的基(ji)本需求。2013年1月5日(ri)中科院合肥(fei)物質研究院宣布，“人(ren)(ren)造(zao)太(tai)陽(yang)”實(shi)驗裝置(zhi)輔助加(jia)熱(re)工程的中性束(shu)注入系統在綜合測(ce)試(shi)平臺上(shang)成功實(shi)現(xian)100秒長脈沖氫中性束(shu)引出。

建設沿革

由于聚(ju)變能的(de)研究不僅關(guan)系(xi)到解(jie)決(jue)人(ren)類能源問(wen)題，而且(qie)還涉及(ji)眾(zhong)多(duo)先進且(qie)非常敏感的(de)技(ji)術，因(yin)此，ITER計劃的(de)形(xing)成除與科學(xue)技(ji)術本(ben)身的(de)發展有關(guan)外，還始終與主要(yao)大(da)國在政治(zhi)和(he)外交方面的(de)考慮分不開。本(ben)文將主要(yao)從(cong)科學(xue)和(he)技(ji)術角度作一些分析和(he)說(shuo)明。

1985年，作為(wei)結(jie)束冷戰(zhan)的標(biao)志性行動(dong)之一，前蘇(su)聯領(ling)導人戈爾巴喬夫和美(mei)國總統里根在日內瓦峰會上倡議，由美(mei)、蘇(su)、歐(ou)、日共同啟動(dong)"國際熱核(he)聚(ju)變實驗(yan)堆(dui)(dui)（ITER）"計(ji)(ji)劃(hua)。ITER計(ji)(ji)劃(hua)的目標(biao)是要建造一個可(ke)自持燃燒（即"點(dian)火"）的托可(ke)馬克核(he)聚(ju)變實驗(yan)堆(dui)(dui)，以便對未來聚(ju)變示范堆(dui)(dui)及商(shang)用聚(ju)變堆(dui)(dui)的物理和工程問題做深入探索。

該計(ji)(ji)劃(hua)(hua)僅確定由美(mei)(mei)(mei)、俄、歐、日四(si)方參(can)加(jia)，獨(du)(du)立于(yu)聯合(he)(he)(he)國(guo)原子能委(wei)員會（IAEA）之外，總部分設(she)美(mei)(mei)(mei)、日、歐三處。由于(yu)當時的(de)(de)科(ke)(ke)學和技(ji)(ji)術條件還不(bu)成熟，四(si)方科(ke)(ke)技(ji)(ji)人(ren)員于(yu)1996年(nian)提(ti)出的(de)(de)ITER初步(bu)設(she)計(ji)(ji)很不(bu)合(he)(he)(he)理(li)，要求(qiu)投(tou)資上百(bai)億美(mei)(mei)(mei)元。1998年(nian)，美(mei)(mei)(mei)國(guo)出于(yu)政治(zhi)原因及國(guo)內紛爭，以加(jia)強基(ji)礎研究(jiu)為(wei)名，宣(xuan)布退出ITER計(ji)(ji)劃(hua)(hua)。歐、日、俄三方則繼續堅(jian)持合(he)(he)(he)作(zuo)，并基(ji)于(yu)上世紀90年(nian)代核聚變研究(jiu)及其他(ta)高新技(ji)(ji)術的(de)(de)新發展(zhan)，大幅度修改實(shi)驗(yan)堆的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)。2001年(nian)，歐、日、俄聯合(he)(he)(he)工作(zuo)組完成了(le)ITER裝置(zhi)新的(de)(de)工程設(she)計(ji)(ji)（EDA）及主(zhu)要部件的(de)(de)研制(zhi)，預計(ji)(ji)建造費用為(wei)50億美(mei)(mei)(mei)元（1998年(nian)價），建造期8至10年(nian)，運行(xing)期20年(nian)。其后，三方分別組織了(le)獨(du)(du)立的(de)(de)審查，都(dou)認為(wei)設(she)計(ji)(ji)合(he)(he)(he)理(li)，基(ji)本上可以接(jie)受。

2002年(nian)，歐、日、俄三方以(yi)EDA為基礎開始協(xie)商ITER計(ji)劃的(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)際協(xie)議及(ji)相應(ying)國(guo)(guo)(guo)(guo)際組織(zhi)的(de)建(jian)立(li)，并表示歡迎中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)與美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)參(can)(can)加(jia)(jia)ITER計(ji)劃。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)于2003年(nian)1月初(chu)正(zheng)式宣布參(can)(can)加(jia)(jia)協(xie)商，其后美(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)在(zai)1月末由布什總統特別宣布重新(xin)參(can)(can)加(jia)(jia)ITER計(ji)劃，韓(han)國(guo)(guo)(guo)(guo)在(zai)2005年(nian)被接(jie)受參(can)(can)加(jia)(jia)ITER計(ji)劃協(xie)商。以(yi)上六方于2005年(nian)6月簽訂協(xie)議，一致同(tong)意把(ba)ITER建(jian)在(zai)法國(guo)(guo)(guo)(guo)核技術研(yan)究中(zhong)心Cadarache，從而結束了激烈(lie)的(de)"選址(zhi)大戰"。印(yin)度于2006年(nian)加(jia)(jia)入ITER協(xie)商。七(qi)個成員國(guo)(guo)(guo)(guo)政府于2006年(nian)5月25日草簽了建(jian)設ITER的(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)際協(xie)定。目前(qian)國(guo)(guo)(guo)(guo)際組織(zhi)正(zheng)在(zai)組建(jian)，總干事和副總干事人選已確定。還有(you)一些國(guo)(guo)(guo)(guo)家也正(zheng)在(zai)考慮參(can)(can)加(jia)(jia)ITER計(ji)劃。

在ITER建設總(zong)投(tou)資的(de)50億美(mei)元（1998年(nian)值(zhi)）中，歐盟貢獻(xian)(xian)46%，美(mei)、日、俄、中、韓、印(yin)各貢獻(xian)(xian)約9%。根據(ju)協議，中國(guo)(guo)貢獻(xian)(xian)中的(de)70%以上由我國(guo)(guo)制造所約定的(de)ITER部(bu)件折算，10%由我國(guo)(guo)派出所需合(he)格人員折算，需支(zhi)付國(guo)(guo)際(ji)組織的(de)外(wai)匯不到20%。

作(zuo)為(wei)聚(ju)變(bian)能(neng)實驗堆，ITER要把上億度、由氘(dao)氚(chuan)組(zu)成的(de)(de)(de)高溫(wen)等(deng)離子(zi)體約束(shu)在(zai)體積達837立方米的(de)(de)(de)"磁籠"中，產(chan)(chan)生50萬千(qian)瓦(wa)的(de)(de)(de)聚(ju)變(bian)功(gong)率，持續時間達500秒。50萬千(qian)瓦(wa)熱(re)功(gong)率已經相當于一(yi)個(ge)小型(xing)熱(re)電(dian)站的(de)(de)(de)水平。這將是人類第(di)一(yi)次在(zai)地球上獲得持續的(de)(de)(de)、有大量核聚(ju)變(bian)反應的(de)(de)(de)高溫(wen)等(deng)離子(zi)體，產(chan)(chan)生接近(jin)電(dian)站規模的(de)(de)(de)受控聚(ju)變(bian)能(neng)。

在ITER上(shang)開展(zhan)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)工作將揭示這種(zhong)帶有氘氚核聚(ju)(ju)變(bian)(bian)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)高溫等(deng)離子體(ti)的(de)(de)(de)(de)特性(xing)，探索它的(de)(de)(de)(de)約(yue)束(shu)、加熱和能(neng)量(liang)損失機(ji)制，等(deng)離子體(ti)邊界的(de)(de)(de)(de)行為(wei)以(yi)及的(de)(de)(de)(de)控(kong)制條件(jian)，從而為(wei)今(jin)后建(jian)設(she)商用的(de)(de)(de)(de)核聚(ju)(ju)變(bian)(bian)反(fan)應堆奠定堅實的(de)(de)(de)(de)科學基礎。對(dui)ITER裝置(zhi)工程整體(ti)及各(ge)部件(jian)在50萬千瓦聚(ju)(ju)變(bian)(bian)功率長時間持續(xu)過程中產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化及可能(neng)出現問題的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)，不(bu)僅將驗證受控(kong)熱核聚(ju)(ju)變(bian)(bian)能(neng)的(de)(de)(de)(de)工程可行性(xing)，而且還將對(dui)今(jin)后如何設(she)計和建(jian)造(zao)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)反(fan)應堆提供必不(bu)可少(shao)的(de)(de)(de)(de)信息。

ITER的(de)建(jian)(jian)設(she)(she)、運行和(he)(he)實(shi)驗研究是人類發展聚變(bian)(bian)能的(de)必要(yao)一步，有可能直接決定真(zhen)正聚變(bian)(bian)示(shi)范電(dian)站(zhan)（DEMO）的(de)設(she)(she)計(ji)和(he)(he)建(jian)(jian)設(she)(she)，并進而促進商(shang)用聚變(bian)(bian)電(dian)站(zhan)的(de)更快實(shi)現。

ITER裝(zhuang)置是一個(ge)能產生大規(gui)模核聚(ju)變(bian)反應(ying)的超導托克馬克。其(qi)裝(zhuang)置中心(xin)是高溫氘氚(chuan)等(deng)離子(zi)(zi)(zi)體(ti)環(huan)，其(qi)中存在15兆(zhao)安的等(deng)離子(zi)(zi)(zi)體(ti)電流，核聚(ju)變(bian)反應(ying)功率達50萬千(qian)瓦(wa)，每秒釋放(fang)多達1020個(ge)高能中子(zi)(zi)(zi)。等(deng)離子(zi)(zi)(zi)體(ti)環(huan)在屏(ping)蔽包(bao)(bao)層(ceng)的環(huan)型包(bao)(bao)套中，屏(ping)蔽包(bao)(bao)層(ceng)將吸收50萬千(qian)瓦(wa)熱(re)功率及核聚(ju)變(bian)反應(ying)所產生的所有中子(zi)(zi)(zi)。

在(zai)包層外(wai)是巨大(da)的(de)(de)環(huan)形真空室。在(zai)下側有偏慮器(qi)與真空室相連，可排出核反應后的(de)(de)廢氣。真空室穿在(zai)16個大(da)型(xing)超導環(huan)向場(chang)線圈(quan)（即縱場(chang)線圈(quan)）中。

環向超導磁(ci)體將(jiang)產(chan)生(sheng)5.3特斯拉的環向強磁(ci)場(chang)，是裝置的關(guan)鍵部件之一，價值(zhi)超過12億美元(yuan)。

穿過環的中(zhong)(zhong)心是(shi)一個巨大(da)的超(chao)導線圈筒(tong)（中(zhong)(zhong)心螺(luo)管），在環向(xiang)(xiang)場線圈外側還布有六個大(da)型環向(xiang)(xiang)超(chao)導線圈，即極(ji)向(xiang)(xiang)場線圈。中(zhong)(zhong)心螺(luo)管和(he)極(ji)向(xiang)(xiang)場線圈的作(zuo)用是(shi)產生等離子(zi)(zi)體(ti)電流和(he)控(kong)制等離子(zi)(zi)體(ti)位形。

上(shang)述系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)整個被罩于一(yi)個大杜瓦中，坐落于底座上(shang)，構成實(shi)驗堆本(ben)體(ti)(ti)。在本(ben)體(ti)(ti)外分(fen)布4個10兆(zhao)瓦的(de)強(qiang)流(liu)粒子加速器，10兆(zhao)瓦的(de)穩(wen)態毫(hao)米電(dian)磁波系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)，20兆(zhao)瓦的(de)射頻波系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)及數十種(zhong)先(xian)進的(de)等(deng)離子體(ti)(ti)診斷測量系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)。

整個體系(xi)(xi)(xi)(xi)還(huan)包括(kuo)：大型(xing)供電系(xi)(xi)(xi)(xi)統、大型(xing)氚(chuan)工廠、大型(xing)供水(shui)（包括(kuo)去離子(zi)水(shui)）系(xi)(xi)(xi)(xi)統、大型(xing)高真空(kong)系(xi)(xi)(xi)(xi)統、大型(xing)液氮、液氦低溫系(xi)(xi)(xi)(xi)統等。

ITER本體內所有可能的調整和維修都是通過遠程(cheng)控制的機器人或(huo)機器手完成。

ITER裝置不僅反(fan)映了(le)國際聚變能研究的(de)(de)新成果，而(er)且綜合了(le)當今世(shi)界各領域的(de)(de)一些頂(ding)尖技術(shu)，如：大型超導(dao)磁體技術(shu)，中(zhong)能高流強加(jia)速器技術(shu)，連續、大功率毫米波技術(shu)，復雜的(de)(de)遠程(cheng)控制(zhi)技術(shu)等等。

2013年(nian)9月25日（北(bei)京時間）消息，勞(lao)倫(lun)斯(si)·利(li)弗莫爾國家(jia)實驗室報告稱，世界大(da)激光器、被稱為“人造太(tai)陽”的美國國家(jia)點火(huo)裝置(zhi)（NIF）正距離其目標越(yue)來(lai)越(yue)近，顯(xian)示了一(yi)個可持續核聚變反應(ying)裝置(zhi)正在(zai)由(you)夢想逐步成(cheng)為現實。不過在(zai)設(she)施達到高(gao)度穩(wen)定(ding)前(qian)，目前(qian)仍有一(yi)個顯(xian)著(zhu)障礙有待克(ke)服(fu)。