核融合技術再推進!EAST 實驗目標是將氫電漿在 1 億度維持 1,000 多秒!
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電漿球實驗 在 文茜的世界周報 Sisy's World News Facebook 的最讚貼文
《文茜的世界周報》
【ITER (國際熱核實驗反應爐)的項目已經啟動了將近15年,其雄心壯志是掌握氫的融合,反應爐的組裝工作於7月28日星期二在法國南部正式開始。馬克洪總統在組裝啟動典禮上透過視頻發表演說:「有了氫融合,核能將為我們提供無污染,無碳,安全和幾乎無廢料的能源,這將是未來的希望。」
ITER 是在2006年由歐盟(含英國),瑞士,俄羅斯,中國,印度,日本,韓國和美國等35個國家,共同合作的人類歷史上最偉大的科學計劃。這個計畫的基地位於法國南部普羅旺斯地區,旨在通過氫的融合,以「人造太陽」產生無限能量。希望取代化石燃料。近幾個月來,托卡馬克(Tokamak)實驗反應爐的幾個關鍵組件,已從印度,中國,日本,韓國運抵現場。 ITER首席執行官Bernard Bigot表示,組裝過程預計將持續到2024年年底。
這個巨大的托卡馬克反應爐的第一個版本是在1950年代在蘇聯開發的,它會重現自然發生在太陽中心的氫融合反應:具體而言,這是通過將轉化為等離子體的氫的兩種氫同位素的混合物加熱到1.5億度的溫度。從這種融合中產生的中子會釋放出熱量。ITER可以在2025年底至2026年開始生產其第一批等離子體,目前規劃在2025年年底之前進行首次電漿測試
如果加以利用,氫融合將是安全,清潔的能源,使我們擺脫化石燃料的束縛。它是從水和鋰中大量發現的燃料中獲得的,與核裂變反應爐不同,它具有不產生放射性廢物的優勢。國際熱核實驗反應爐是歐洲最大的科研項目之一,自2010年啟動以來已動員了2300名工人,估計費用近200億歐元。】
{內文}
從亙古以來,人類應歸功於全能的太陽,它與地球上的所有生命共享其光輝,但是現在一個由35個國家的團體,比以往任何時候都更接近於解開這顆恆星能量來源的秘密「氫融合」,可以在未來幾千年,為人類提供清潔安全且幾乎無限的能源。太陽之下沒有新鮮事,這句話恐怕將要被推翻。
(ITER 發言人/Robert Arnoux)
在這個空間裡會有一個大型機器,我們將在它的核心點燃一個小型的太陽,簡單來說就是如此,這個小太陽將會產生能源,我們將利用這些能源來發電
這個「人造太陽」就是被稱為「ITER」計畫的國際熱核融合實驗反應爐,在7月29日有了指標性的突破,正式進入為期五年的組裝新階段,ITER基地位於法國南部,是由包含英國的歐盟、中國、印度、日本、俄羅斯、南韓、和美國等 35 國,聯合開發熱核融合的新能源計畫。是在2006年11月21日在法國的愛麗榭宮,七個ITER的合作夥伴啟動了有史以來最龐大的科學計畫,其後很快的挖土機和推土機就進入了準備180公頃土地的階段。歐盟做為ITER設施的主辦方,投入資金約占45%,該研究主要在研究托卡馬克型(Tokamak)核融合的技術與工程。
(ITER 傳播總監Laban Coblentz)
融合的獨特之處在於使它成為絕對完美的能量與裂變不同,不可能發生爐心熔毀
如果反應停止一切都會停止,僅此而已
目前核電廠所採用的是核裂變技術,採用鈾做為燃料,然而運作時會產生有害的放射性廢棄物,核廢料及安全性都是核能電廠不受歡迎的主因。
(英國 First Light Fusion CEO/Nicholas Hawker)
熱核融合基本上和傳統的核能完全相反,核能是把一個重元素分裂來釋放能量,但是最後會因為連續反應的結果而難以控制,熱核融合不是一個連鎖反應,所以它不可能竄離,造成爐心熔毀
國際熱核實驗反應爐將通過融合來釋放能量,就像太陽的心臟是基於氫的融合一樣,既不會發生因融化而失控的事故,也沒有長期的核廢料處置,氫的融合將通過攝氏1.5億度的終極高溫來獲得。
(ITER 首席執行官/Bernard Bigot)
我們現在可以啟動這個新階段,和設計與製造階段平行並進,因為我們最近接收了來自ITER成員國,所有建構托卡馬克反應爐需要的組件,14年之後的2020年七月底,托卡馬克反應爐終於開始正式進行組裝,儘管由於新冠疫情所帶來將近三個月的推遲,但是還是完成了接收特殊組件的關鍵進程
三月份歐盟內部的能源融合機構(Fusion for Energy )畫龍點睛地完成了進行ITER組裝的劇場建設,一個龐大的準備和安裝機器組件的大廳,四月份先是兩個分別重達360噸的環形磁場線圈超導磁體從義大利和日本抵達,五月份是1250噸重由印度提供的低溫恆溫器底座,被成功的放置在托卡馬克反應爐(Tokamak)的豎井之中,六月底由歐洲採購的第一台環形膠體勵磁線圈,也從生產基地中國合肥到達,俄羅斯和美國在ITER關鍵零件的採購上也取得進展,最後由韓國運輸的ITER真空容器的第一部份也運抵法國。
所有組件中的重中之重,就是這個1250噸直徑長達30公尺湯碗型的低溫恆溫器底座,從裝配大樓的入口到最終位置一共有150公尺的距離,安裝時必須再舉升30公尺,然後緩慢降低嵌入托卡馬克反應爐的豎井中,才算大功告成。在疫情期間的安全守則下,要趕上緊迫的組裝進程,失敗在今天,不是ITER團隊的選項。首次使用等離子所需的建築物和基礎設施已完成75%,隨著機器和工廠組件從7個ITER成員國陸續抵達,ITER這個星球上的步伐正在加快,現在開始進行的是世界上最大的三維拼圖,很最複雜的樂高組裝,這個龐然大物可以支撐5400噸的標稱重量,將ITER最大和最重的組件的精確度維持在3毫米以內,對於機器成功運作至關重要。將會使用複雜的光學計量技術進行組裝,預計在2024年底完成低溫恆溫器的封閉,將會是托卡馬克反應爐完成第一階段組裝的標誌,ITER將進行為期一年的綜合調試和測試,目前則規劃在2025年年底之前進行首次電漿測試,數十年來的計劃終於逐步實現。
超過35個國家的合作,三萬人的參與,與上百萬個獨一無二的組件,我們有一個簡單的目標:照亮一條通往新能源的道路。
ITER是國際熱核融合實驗反應爐的英文縮寫,同時也是拉丁文裡「道路」的意思,但是尋找「核融合」的過程是一條漫漫長路,這項計畫已經推遲了五年,相較於最初預算增加了三倍,現已達到近200億歐元。
(ITER 傳播總監/Laban Coblentz)
我們藉由創造一個金屬籠罩,然後裡面有一個看不見的磁性籠罩,來局限我們所稱的「核融合」,這個「磁場局限」的概念我們已經進行了差不多60年,越蓋越大的托卡馬克反應爐,最後我們有了這個ITER計畫
但是這個「人造太陽」卻成為環保主義者不斷批評的對象,甚至包括GreenPeace 綠色和平組織,他們認為這一切不過是海市蜃樓,無法實現的科學神話,更是一個無底洞似的財務陷阱,應該把龐大的預算投資在再生能源上。
(ITER 執行總裁/Bernard Bigot)
再生能源還是有其極限,間斷性和收集上的分散性,無論再生能源的在儲藏上有多大的進步,或者我們如何節省能源,隨著即將超過一百億的地球人口,我們需要一個合適的能源補強
氫融合除了可以替代所有化石燃料,和傳統裂變核能之外的另一個優勢,是可以從水和鋰中提取氫融合所需的燃料,可以說是取之不盡用之不竭,而且一公克燃料釋放的能量等同於八噸石油。
(ITER 執行總裁/Bernard Bigot)
剛開始是一張政治海報,有很大的願景,因為35個國家一起做出了長達四十年的承諾實在很難得,但是當工程開始啟動了以後,我們才真正意識到計畫的複雜性,以及需要更多的資源
ITER可能在2025年底或2026年初開始生產其第一批等離子體,作為實驗性反應爐的ITER實際上不會發電,因此希望可以在五年內進行電漿測試,雖然只能維持幾毫秒而且還需要進一步裝設其他零組件,但可證明托卡馬克反應爐能正常運作。
(ITER 執行總裁/Bernard Bigot)
必須要等到2060年左右才能有第一個發電機,把熱核融合反應爐連接到供電網
在風險方面,根據輻射防護與安全研究所IRSN的研究評估,ITER 氫的兩種同位素之一在環境中擴散的潛在後果,遠遠低於使用傳統裂變核能反應爐的情況,輻射防護安全的專家表示:「即使是最嚴重的事故也無需疏散人員」
(法國總統/馬克洪)
想像一下國際ITER項目的經驗如果成功了,我們將能夠開發無污染 無碳 安全和幾乎無廢料的能源,這些能源將有可能滿足全球所有地區的需求,以應對氣候變遷的挑戰和保護自然資源
馬克洪表示,「世界上最偉大的進步,往往源自於大膽的賭注與坎坷之路」,在全球疫情各說各話分裂與對立的氛圍中,在越演越烈的中美爭霸戰之下,ITER是一個35個國家多邊合作的和平計劃,感謝科學,明天也許比昨天更美好。
https://www.youtube.com/watch?v=qfITA740cNc
含主持人陳文茜解說,請點閱【完整版】2020.08.02《文茜世界財經周報》
https://www.youtube.com/watch?v=lcQnlCl5xC8
電漿球實驗 在 小雨 Wayne Shih Facebook 的最佳解答
各位,這邊要來跟大家廣告一下。
最近看到ARRC開啟了募資計畫,想稍微盡點棉薄之力來幫助他們。
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其實阿,我小時候一直很喜歡飛機火箭這類的可以飛上天的東西(當然也喜歡過恐龍啦),大學申請入學的時候其中一個志願還填了成功大學航太系(最後成績不好沒有上)。
程度當然沒有到五月天的頑固MV裡面的梁家輝那麼執著於太空夢,但一直以來也是默默關注著很多太空領域的科普頻道。
也許因為人長得越大,能做的夢就越窄了,十幾年來就從來不曾相信總有一天台灣可以發射自己的火箭到太空,但這幾年來不斷看到台灣在航太領域有所突破,雖然早就不會像小時候那樣腦中幻想著自己其實是其中的駕駛員,但每次關注到相關的新聞總是會有點感動。
ARRC全名Advanced Rocket Research Center,中文名稱是前瞻火箭研究中心,是台灣多所大學共同成立的一個組織,核心人物為交通大學特聘教授吳宗信先生(同時也是五月天MV主角的原形人物)。該組織由台灣的一群沒有長大的大人頑固地進行著如:APPL(氣動熱與電漿實驗室)的固態糖燃料火箭推進器、名為HTTP的混和式火箭推進器探空火箭、地面測試、航空電腦地面測試、通訊系統地面測試的多種實驗計畫,其實已經不算是新的計畫了。
發射火箭目前沒有什麼難度,但發射火箭到卡門線(Kármán line,海拔100公里,亦即外太空與地球大氣層的分界線)難度就很高,ARRC自2012年在交通大學成立以來已經得到許多成功的研究成果,也預計在2021年發射兩截式火箭到達卡門線。
該計畫已經獲得許多相關或不相關的企業贊助,但仍然有大約一千萬元的資金缺口,所以該團隊只能透過募資的方式來徵求小額贊助。
剛看到這個計畫時,我懷著忐忑不安的心情點進募資網頁看企劃書,一直害怕贊助金額高得嚇人,後來很意外地發現其實募款金額是很好入手的1200台幣到30000台幣之間(另有按月贊助方案)。
我知道莫名其妙掏錢給一個完全不認識的團隊真的有點難,但如果你跟我一樣是還存在一絲絲太空夢的人,或是你現在還是每天作著太空夢。
我希望大家可以想一想:
身為一個台灣人,太空計畫終於離你這麼近,歷史性的一刻就伸手可及,除了見證這一刻以外,你可以幫助這個夢想更容易實現,你是要當一個歷史留名的人,還是要當一個幾年後懊悔當初就差那麼一點的人?
所以我想邀請大家,如果你目前經濟能力許可,如果你也有這樣沒被歲數熄滅的夢想,或是你單純只是想要以後老了跟你的金孫說一句"當初如果沒有我,那火箭才不會成功咧"這樣的嘴砲幹話。請幫忙移駕到贊助連結去。
如果各位朋友目前能力不允許,也不用覺得惋惜,因為我會把我這兩個月的YouTube廣告分潤也捐出去,這些錢,都是你們支持我得來的,你們都是其中的贊助者。
謝謝大家看完全文,先謝謝大家對ARRC的支持,我沒辦法代表他們團隊感謝大家,但我獻上我的最高敬意,因為有你們,我們會更好。
電漿球實驗 在 [問題] 電漿球燒破紙片! - 看板ask-why 的推薦與評價
※ [本文轉錄自 Physics 看板]
作者: alenbe (生活) 看板: Physics
標題: [問題] 電漿球燒破紙片!
時間: Sat Dec 13 08:25:23 2008
https://www.youtube.com/watch?v=8nR24XqGSGE
電漿球的原理一般說法如下:
基於安全考量,電漿球設定的功率不高。
再經由增加中心高頻交流電的電壓,使產生的電流很小。
中心會裝設金屬尖端,使容易放出電荷。
球內氣體稀薄,容易被中心放出的電荷激發,發出光芒。
並且連鎖引發附近的氣體分子也游離,而變成電漿狀態,
更容易進行導電,看起來就像從中心發出閃電...
至於電流有沒有辦法穿過玻璃呢?
我最近查了一些關於陰極射線實驗的資料
資料中有提到,電子束似乎並不容易穿過玻璃...
但是因為電漿球中心是高頻交流電,而且人體又是屬於導體,
所以我們如果將手靠近電漿球,會因為手受到交流電的感應,
就算隔著玻璃也感應出電流。
(感覺就像是交流電通過一個夾有玻璃的電容電板一樣)
不過前面有提到,電流控制的很小,所以人體不會有感覺...
以上是我對電漿球原理的見解
如果有誤,歡迎指正
言歸正傳...我的問題終於來了
上面有提到,電漿球將電流控制得很小。
可是影片中,竟然用這個小電流讓紙片燒破一個不小的洞!
看起來效果相當恐怖,這是怎麼回事呢?
為什麼手指頭去碰觸電漿球,不會被電傷一個洞呢?
這跟金屬尖端放電,電弧有關嗎???
各位覺得呢???
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