用户名:  密码:   
网站首页即时通讯活动公告最新消息科技前沿学人动向两岸三地人在海外历届活动关于我们联系我们申请加入
栏目导航 — 美国华裔教授专家网科技动向科技前沿
关键字  范围   
 
瑞士洛桑联邦理工学院突破燃料密度极限 修订核聚变基本定律
2022/5/19 16:42:19 | 浏览:179 | 评论:0

  来自瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)等的国际科研团队,修订了核聚变领域的一条基本定律。新定律指出,科学家们实际上可以在核聚变反应堆中安全地添加更多氢燃料,从而获得比之前想象的更多的能量。相关研究发表于最新一期《物理评论快报》杂志。

  核聚变是未来最有希望的能源之一,涉及两个原子核合并成一个释放出巨大的能量,太阳的热量正源自氢原子核聚变成更重的氦原子。国际热核聚变实验反应堆(ITER)旨在复制太阳的聚变过程,创造出高温等离子体,为聚变提供合适的环境,最终产生能量。

  等离子体是类似于气体的物质的电离态,由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成,密度仅为空气的百万分之一。将聚变燃料氢原子置于极高温度下,迫使其电子与原子核分离而产生等离子体,这个过程发生在名为“托卡马克”的环形结构内。

  最新研究负责人、EPFL瑞士等离子体中心的保罗·里奇说:“在托卡马克内制造等离子体的限制之一是可以注入的氢燃料量。1988年,核聚变科学家马丁·格林沃尔德提出的定律将燃料密度与托卡马克的小半径和在托卡马克内部等离子体中流动的电流相关联,自此‘格林沃尔德极限’一直是聚变研究的基本原则,ITER的建造也基于此。”

  里奇同时指出,尽管格林沃尔德的理论在某些研究中非常有效,但在某些情况下,如ITER的继任者核聚变示范电厂(DEMO),会极大地限制其运行,因为它表明不能将燃料密度增加到某个水平以上。

  鉴于此,里奇团队与其他托卡马克团队合作,设计了一个实验,可使用高度复杂的技术精确控制注入托卡马克的燃料量,他们在现有世界上最大的几个托卡马克装置,如位于英国的欧共体联合聚变中心开展了试验,同时分析了限制托卡马克内氢燃料密度的物理过程,以推导出一个可关联燃料密度和托卡马克尺寸的第一性原理,并使用世界上一些最大的计算机进行了模拟。

  最终,他们推导出与实验结果非常吻合的托卡马克燃料极限的新方程。新方程假定,就ITER内添加的燃料而言,格林沃尔德极限可提高近两倍,这意味着ITER等装置可以使用几乎两倍的燃料来产生等离子体,从而产生更多能量。DEMO将以比现在的托卡马克和ITER高得多的功率运行,因此也可以增加更多燃料。

相关栏目:『科技前沿
NASA 发现神秘火箭撞击月球,形成 29 米宽双坑 2022-06-26 [30]
伦敦国王学院研究56003名病患:奥密克戎导致长期新冠的风险低于德尔塔 2022-06-19 [100]
澳大利亚国立大学开发出纳米粒子可像路标导引光流方向 2022-06-20 [70]
哈勃望远镜首次探测到自由漂浮黑洞 2022-06-14 [130]
波士顿学院物理学家发现神秘“轴向希格斯模式”新粒子 2022-06-13 [130]
恩力动力(Enpower)高比能锂金属电池成功通过针刺实验 2022-06-08 [100]
宾夕法尼亚大学开发出可扩展光芯片每秒分类近20亿张图像 2022-06-08 [140]
瑞典卡罗林斯卡医学院开发纳米传感器可在几分钟内检出残留农药 2022-06-08 [110]
德国IAF研发的灵敏激光阈值磁强计 可将信号功率放大64% 2022-06-10 [110]
哥伦比亚大学工程学院开发新技术阻止监听保护隐私 2022-06-01 [123]
相关栏目更多文章
最新图文:
:摄影师苏唐诗与寂寞百年的故宫对话6年,3万张照片美伦美奂 :大数据分析图解:2019中国企业500强 张梦然:英国惠康桑格研究所:人体内的微生物与出生方式有关 :美众议院将调查华裔部长赵小兰“利用职权为家族谋利“ :UCLA CCS 2019 Fall Quarter Lecture Series Overview 谭晶晶:美国科技界高度关注中国科技创新进展 :推荐:2019年底前中国高校重要学术论坛(10月 - 12 月) :黄奇帆:今后10年,中国经济将发生5个历史性变化
更多最新图文
更多《即时通讯》>>
 
打印本文章
 
您的名字:
电子邮件:
留言内容:
注意: 留言内容不要超过4000字,否则会被截断。
未 审 核:  是
  
关于我们联系我们申请加入后台管理设为主页加入收藏
美国华裔教授专家网版权所有,谢绝拷贝。如欲选登或发表,请与美国华裔教授专家网联系。
Copyright © 2022 ScholarsUpdate.com. All Rights Reserved.