中國大科學裝置齣版工程（第二輯）：人造太陽——EAST全超導托卡馬剋核聚變實驗裝置 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

　　2006年9月，中國科學院等離子體物理研究所完全自主研發，建成全超導非圓截麵托卡馬剋核聚變實驗裝置EAST。EAST 的建成不僅獲得瞭國傢科學技術進步一等奬，而且它成為目前世界上能夠提供長脈衝、近堆芯等離子體實驗平颱的兩個裝置之一。EAST的建成並投入運行，開創瞭托卡馬剋研究的全超導時代。它建立在托卡馬剋磁約束核聚變研究幾十年的研究基礎之上，同時它又孕育著磁約束核聚變研究的新希望，意味著人類距離和平利用聚變能的目標又近瞭一步。核聚變能究竟具有什麼特性，使得一代又一代的科學傢幾十年如一日為之嘔心瀝血？它的和平利用，將昭示著一個怎樣的時代，又有何挑戰和睏難？EAST 在托卡馬剋磁約束核聚變研究中處於怎樣的地位？本書將用通俗易懂的語言為你一一揭曉。

內容簡介

　　能源是人類社會發展的動力源泉。目前我們所使用的能源大都是化石能源，如石油、煤、天然氣等。化石能源終有用盡的一天。本書圍繞EAST全超導托卡馬剋核聚變實驗裝置，介紹瞭科學傢對可控核聚變的研究過程及其原理，力圖用通俗易懂的語言，解讀如何通過核聚變，為人類未來的生活帶來安全、環保、清潔和取之不竭的能源。

作者簡介

　　萬寶年，研究員，德國維爾茨堡大學博士，中國科學院等離子體物理研究所所長。長期從事等離子體物理診斷和實驗研究，在HT-7超導托卡馬剋物理實驗中獲係列重大成果。主要科研工作及研究方嚮：主要從事托卡馬剋等離子體診斷和物理實驗。

精彩書評

　　太陽，發光散熱，滋養萬物，其能量來源於核聚變反應。模仿太陽原理，在地球上實現氘-氚核聚變反應，利用其産生的巨大能量，是人類探索新能源的一條科學之路，也即被稱為“人造太陽”的夢想。本書淺顯易懂地介紹瞭國內外核聚變概況，有助於大傢加深對核聚變科學知識的瞭解。——萬元熙│物理學傢，中國工程院院士

　　為瞭實現“人造太陽”的夢想，國際聚變界不斷努力。我國的EAST是個實現穩態高約束模式運行持續時間達到百秒量級的托卡馬剋核聚變實驗裝置，對未來國際熱核聚變實驗堆的建設和運行具有重要參考意義。——李建剛│物理學傢，中國工程院院士

　　核聚變能是人類未來的理想新能源，“人造太陽”照亮未來能源之路。通過本書，我們可以瞭解到人類在核聚變研究方麵已經取得瞭重大突破和係列進展，可以預見，“人造太陽”冉冉升起之時，將迎來全球清潔能源時代。——劉萬東│物理學傢，研究員

目錄

第一章能量王國爭霸記……………………………………………………………………………………………………………1
1普天之下皆能量3
2萬物生長靠太陽6
3化石能源“三劍客”12
4江山代有纔人齣17
5看未來誰領風騷22
第二章核能現世天下知………………………………………………………………………………………………………25
1小原子有大世界27
2小身材有大能量31
3核能寶盒被打開34
4原子彈一鳴驚人38
5核電站造福一方41
第三章“人造太陽”的傳說………………………………………………………………………………………47
1核電安全引擔憂49
2核武之王看氫彈52
3未來能源靠聚變54
4聚變難於上青天56
第四章“人造太陽”怎麼造………………………………………………………………………………………61
1微觀世界見真諦63
2太陽之火如何點66
3條條大路通羅馬69
4巧用物質第四態72
5磁場捏扁再揉圓77
6甜甜圈有大作用82
第五章托卡馬剋的前世今生…………………………………………………………………………………………85
1托卡馬剋發展史87
2一朝成名天下知89
3四大金剛顯威風91
4超導引入核聚變97
5中國引領全超導99
6全球閤作造ITER102
7聚變發展路綫圖105
第六章中國的“人造太陽”之路……………………………………………………………………107
1從無到有創業難109
2抓住機遇迎頭上113
3後來居上成領跑118
4國際閤作促發展122
5籌建中國聚變堆125
6展望中國聚變路128
第七章“人造太陽”有多酷……………………………………………………………………………………131
1火熱內心超高溫133
2強大心髒強磁場134
3澎湃血液大電流136
4冷酷外錶超低溫138
5純淨心靈超真空141
第八章“人造太陽”的未來不是夢……………………………………………………………143
1韆裏之行始足下145
2鬥誌昂揚嚮未來147
3勝利號角始吹響150
4人類夢想終實現151
中國托卡馬剋磁約束核聚變發展大事記……………………………………………………………………154
神奇的地球6
地球形成之初9
洪荒時代13
觸摸地球的脈搏15
地圖：在地球上尋找道路19
第二章地球上的陸地
地球上的大洲24
荒野28
黑土地的痼疾32
土壤的王國36
土地金字塔40
地球的脈絡——山脈44
火山48
冰川52
冰川灣56
極地58
峽榖62
河榖和平原65
登上旺杜峰69
第三章海洋、河流和湖泊
海洋74
潮汐78
地錶水與地下海82
偉大的河流86
湖泊和噴泉90
威斯康星州的沼澤93
對伏爾加河的判決97
斯蒂金河101
第四章人文地理
約塞米蒂國傢公園106
黃石國傢公園110
希臘：地中海東部的明珠114
意大利：地理造就的強國118
俄羅斯：橫跨歐亞的國傢122
中國：東亞最大的國傢126
非洲：充滿和諧與矛盾的大陸130
美洲：幸運之神眷顧的土地134

精彩書摘

　　2萬物生長靠太陽
　　古往今來，吟誦太陽的詩詞歌賦數不勝數。雖然在茫茫宇宙中，太陽隻是極其普通的一顆恒星，但對於更渺小的地球來說，太陽就是我們的中心，因為“萬物生長靠太陽”，沒有太陽我們將不復存在。
　　我們看到的太陽其實隻是它錶麵的光球層，溫度約為6000攝氏度，屬於太陽比較“涼爽”的部分。它的核心溫度則高達1500萬攝氏度，太陽的能量基本都來自它的核心。這麼高的溫度使太陽像一個巨大的火球，每時每刻都嚮外散發齣巨大的能量。
　　太陽每秒鍾散發齣的熱量就相當於1億億噸煤炭完全燃燒産生的能量，而地球隻能接收到這些能量的二十二億分之一。即使隻有這一丁點，太陽每年送給地球的能量就相當於100億億度電。好奇的你一定想問，太陽這麼多的能量是從哪裏來的？要想迴答這個問題，還需要從太陽的誕生說起。太陽誕生之前就是一坨又一坨飄在宇宙中的氫，由於萬有引力的作用，氫開始互相抱團。引力作用會導緻原子加速，原子加速會提高這坨氫的溫度（引力勢能轉化成動能，然後互相摩擦轉化成熱能）。剛開始抱團的時候，形成球體的體積不大，相對比較和諧。但是隨著吸引來的氫越來越多，小球越變越大。外圍的氫都想要衝到中心去，中心的氫堵在裏麵又齣不來。於是中心的溫度就不斷升高，密度變得越來越大。
　　當中心溫度超過1000萬攝氏度時，處在中心的氫被擠到原子核都粘在一起瞭。這一粘可不得瞭，兩個氫原子核（氘核和氚核）發生聚變反應生成瞭氦原子核和中子。關鍵是氦原子核和中子要比兩個氫原子核加起來更輕一些，這就意味著氫原子核在反應中丟瞭一點質量。丟失的這點質量去瞭哪裏呢？
　　我們知道，能量和質量是可以相互轉化的。所以丟失的質量就轉化成能量釋放瞭齣來。這個轉化是非常瞭不起的，因為質量和能量的轉化係數是光速的平方（E＝mc2，能量＝質量×光速2）。於是一丁點的質量就能産生巨大的能量。
　　這些能量産生一個嚮外的力，和想往裏麵擠的氫原子産生的嚮內的力達到瞭一種平衡。外部的物質便不能再繼續擠進去，中心的溫度和密度趨於穩定。於是太陽誕生瞭！
　　太陽從誕生到現在約有50億年，未來還可以正常發光約50億年。太陽每時每刻都在嚮地球輸送著光和熱。地球上的植物吸收太陽光後能進行光閤作用，將水和二氧化碳閤成有機物，同時嚮空氣中釋放氧氣，為人與動物提供瞭充足的食物和氧氣。
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