物理
阅读下列材料,回答问题:
为了满足人们对能源不断增长的需要,科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能、这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上,其工作过程如图所示、在太阳能收集板上铺设太阳能电池,通过它把太阳能转化成电能,再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站、已知太阳能收集板长10km、宽5km,太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4×10
3
W,太阳能电池的光电转化效率为10%,微波的频率为2.5×10
9
Hz,空间太阳能电站向地面的输电效率可达80%,
(1)太阳发出的具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的
核聚变
核聚变
(选填“核聚变”或“核裂变”).
(2)太阳能电站相对于地面接收站是
静止
静止
(选填“运动”或“静止”)的,空间太阳能电站工作时,地面接收站的接收功率是
5.6×10
9
5.6×10
9
W.
(3)试计算在输电过程中所使用的微波的波长.
我国建造世界上第一个全超导大型非园托卡马克HT-7U,成为国际最先进的磁约束聚变装置.托卡马克装置的主体包括两大部分,就是磁场系统和真空系统.磁场系统包括纵场线圈和加热场的变压器.纵场线圈用来产生强大的纵向磁场,变压器用来感应产生等离子体电流.真空室一般由薄壁不锈钢制成,既要考虑到足够的机械强度,又要有足够的电阻值,还必须留有绝缘缝隙,保证磁场的渗透.抽气系统一般采用大抽速的涡轮分子泵,将真空室抽成10
-6
Pa以上的超高真空,满足等离子体对纯净环境的要求.聚变的第一步是要使燃料处于等离子体态,也即进入物质第四态.等离子体是一种充分电离的、整体呈电中性的气体.在等离子体中,由于高温,电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚,原子核完全裸露,为核子的碰撞准备了条件.当等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度时,原子核就可以克服斥力聚合在一起,如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间,这种聚变反应就可以稳定地持续进行.等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”,当它达到1022时,聚变反应输出的功率等于为驱动聚变反应而输入的功率,必须超过这一基本值,聚变反应才能自持进行.
问题1:什么是轻核聚变反应?需要什么条件?为什么要在如此苛刻的条件下进行?
问题2:用普通容器能否承装反应原料?用什么技术性措施能解决该问题?
问题3:如何产生如此强大的磁场?什么叫低温超导现象?该现象是否遵循欧姆定律?超导现象在什么条件下才能实现?
问题4:为什么在托卡马克中设置真空室?核聚变过程中能量是如何转化的?
问题5:核聚变反应需要什么条件才能自持进行?如果等离子体密度大约为1.02×10
-6
kg/m
3
,温度为1.16×10
8
℃热能约束时间需达到多少时核聚变才能自持进行?
太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的能源.在太阳进行着大规模的核聚变,其释放的能量主要以电磁波的形式辐射出来.地球每年所接受的太阳能有6×10
17
kw·h.
(1)太阳内部发生核聚变时,释放的主要是哪种能量?答:
光能
光能
.
(2)物体内能改变的方式有两种,“辐射”属于
热传递
热传递
,另一种是
做功
做功
.
(3)地球每年所接受的太阳能约为
2.16×10
24
2.16×10
24
J.
(4)如图所示是一个组合的电池板,它是由一块块小的电池板组合而成的,你知道它们是如何连接的?
(2007·株洲)目前,科学家正在研究太空电站,即地球同步轨道上的太阳能电站,其示意图如图所示.下列说法中错误的是( )
下列有关“原理--应用”叙述正确的是( )
当原子核发生变化时所释放的能量叫核能,它可以通过两种途径获得:重核的裂变和轻核的聚变.2005年6月由中国、法国、德国、美国、英国及俄罗斯六国联合建造在法国的热核反应堆,获得核能的途径是( )
氘核、氚核在超超高温下聚合成氦核,并释放出核能.组成氦原子核的粒子是( )
下列关于原子核聚变的说法不正确的是( )
(2012·日照)下列说法正确的是( )
(2011·内江)核能的开发和利用给人类解决能源危机带来了希望,但同时也可能带来严重的环境污染.1986年切尔诺贝利核电站和2011年3月日本福岛第一核电站都发生了严重的核泄漏,其中,福岛第一核电站的核泄漏使我国31个省市受到不同程度的核辐射污染,则关于核辐射及核能的利用,以下说法中正确的是( )
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