物理与能源讲解.pptx

物理与能源 科幻小说《三体》中的能源 可控核聚变 在可控核聚变技术取得突破三年后，地球的夜空中陆续出现了几颗不寻常的星体，最多时在同一个半球可以看到五颗，这些星体的亮度急剧变化，最亮时超过了金星，还时常急剧闪烁。有时这些星体中的某一个会突然爆发，亮度急剧增强，然后在两三秒内熄灭。这些星体是位于同步轨道上的实验中的核聚变反应堆。 可控核聚变 聚变核心像一个小太阳，地球上最耐高温的材料在它面前就像蜡一般熔化，所以只能用电磁场来约束它，但这种约束常常失效。 可控核聚变 受控热核聚变能的实现方式主要有两种——惯性约束核聚变和磁约束核聚变。 前者利用超高强度的激光在极短的时间内辐照氘氚靶来实现聚变；后者则利用强磁场将氘氚气体约束在一个特殊的磁容器中并加热至数亿摄氏度高温来实现聚变反应 可控核聚变 磁约束核聚变 关于 磁约束核聚变，ITER最具代表性。它是一个旨在探索和平开发核聚变能的国际热核聚变实验反应堆计划，由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同出资在法国南部的Cadarache建造，其目的是借助氢同位素在高温下发生核聚变来产生50万千瓦的聚变功率，持续时间达500秒。这将是人类第一次在地球上获得持续的、有大量核聚变反应的高温等离子体，产生接近电站规模的受控聚变能。 可控核聚变 中国的可控核聚变研究水平:目前国内研究可控核聚变的研究机构主要有中科院等离子体物理研究所、核工业西南物理研究院，还有一些高校如清华、华科、东华大学、大连理工等高校也有参与。 可控核聚变 实验装置以中科院等离子体物理研究所的EAST最具代表性。EAST是世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置，在2012年的实验中创造了两项托克马克运行的世界纪录：获得超过400秒的两千万度高参数偏滤器等离子体；获得稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电。标志着中国在稳态高约束等离子体研究方面走在国际前列 可控核聚变 飞船能源 博士，你知道，目前有两大方向工质推进飞船和工介质的辐射驱动飞船，围绕着这两个研究方向，形成了对立的两大派别：航天系统主张研究工质推进飞船，而太空军则力推辐射驱动飞船。 工质飞船 工质推进飞船实际上就是化学火箭的变种，不过是以核聚变为能源而已，在研究前景上要保险些。它不过是个大火箭，要用超过三分之二的运载能力运载推进工质，且工质消耗很快，这种飞船只能以行星基地为依托，在太阳系内航行，这样做，是在重复甲午战争的悲剧，太阳系就是威海卫！这个类比很深刻。丁仪冲着章北海举举手中的花。 辐射驱动飞船 自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为辐射。辐射之能量从辐射源向外所有方向直线放射。物体通过辐射所放出的能量，称为辐射能。 曲率驱动 宇宙的空间并不是平坦的，而是存在着曲率（曲率为半径的倒数，曲率越大半径越小），如果把宇宙的整体想象为一张大膜，这张膜的表面是弧形的，整张膜甚至可能是一个封闭的肥皂泡。虽然膜的局部看似平面，但空间曲率还是无处不在。一艘处于太空中的飞船，如果能够利用某种方式把它后面的一部分空间烫平，减小其曲率，那么飞船就会被前方曲率更大的空间拉过去，这就是曲率驱动。 当今飞船能源 运载火箭是用煤油、酒精、偏二甲肼、液态氢等作为燃烧剂，而用硝酸、液态氮等提供的氧化剂帮助燃烧的，人们习惯上把燃烧剂和氧化剂通称为火箭发动机的燃料或推进剂.  最好的地球，最糟的宇宙 地球只有一个，地球能源有限。环保、清洁、可持续永远都是能源革命的主题。 最好的地球，最糟的宇宙 谢谢观看