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1 # 陳光正1
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2 # 山石嶙嶙
可控核聚變中國已經達到七千萬℃高溫,延續時間17多分鐘,意味著即將步入工程發電設計階段,看來中國可控核聚變技術在加速發展,勢頭良好。
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3 # 兵器知識譜
事實勝於雄辯,這就是我們說“核聚變100秒意味著人類在可控核聚變的研究上又取得了重大成果,距離可控核聚變技術實用化又更進一步了”的依據。
那麼問題就來了:為什麼可控核聚變實驗取得的上百秒連續執行時間就能被稱之為重大突破呢?
答案是——超高溫。就可控核聚變原理來講,它與已經實現實用化的可控核裂變基本相同,即都是對核能的利用。
下圖為正在安裝核燃料棒的可控核裂變核反應堆,可控核聚變技術的研究是為了最終取代安全性和效能都很低的可控核裂變技術。
區別在於可控核裂變發生反應時釋放的能量小,持續釋能時間短,最關鍵的是核裂變反應會釋放核輻射,對人類健康和地球環境造成嚴重傷害。
而可控核聚變則恰恰相反,它釋放能量大,持續釋能時間長,發生反應時沒有核輻射,是正真意義上的清潔能源。
以中國秦山核電站為例(秦山一期30萬千瓦壓水堆),每發出30萬度電就需要消耗10~20公斤丰度為0.25%的核燃料,並且為了安全使用核能,需要建造大量且複雜的安全設施。
如果使用不當,那麼一旦出現核洩漏事故,就會造成嚴重的環境,比如說日本福島核電站,至今還有170萬噸的核汙染海水無法處置。
而可控核聚變就不一樣了,它的核燃料是氫和氦的同位素,發生核反應時不會產生核輻射,即使發生核事故也不會造成核沾染。
下圖為即將進行機床切削的氘化鋰合金,金屬化的氫同位素氘是可控核聚變反應所需的核燃料,它會在核聚變反應中釋放巨大的能量,這一點與氫彈爆炸時產生巨大威力的原理是一樣的——氘化鋰也是氫彈的核裝藥。
更重要的是可控核聚變對核燃料的消耗量非常低,100公斤的核燃料就能滿足全球一整年的所有能源需求,這就是科學家們不遺餘力研究可控核聚變技術的原因。
問題恰恰在於核聚變極高的能量釋放,當可控核聚變發生核反應時,所釋放的溫度超過了5000萬℃,這表示人類沒有任何一種材料能承受如此之高的溫度。
而對超高溫的掌握就是可控核聚變技術研究的技術瓶頸,當人類實驗中獲得可控核聚變連續執行100秒時,即意味著人類以後能夠掌握5000萬℃高溫長達1分鐘40秒!
這一點與當年萊特兄弟發明飛機是一樣的,人類第一種飛行器在空中持續飛行的時間只有區區27秒,但是這已經足以奠定後世大型飛行器持續飛行幾十個小時的基礎。
中國EAST可控核聚變實驗裝置如今1050秒的持續執行記錄證實這個道理,昨天是100秒,今天取得了1000秒,那麼10000秒、10萬秒、100萬秒的明天就不是夢。
只要不斷努力,一次次這樣的技術突破最終會達成可控核聚變技術的實用化,掌握了可控核聚變技術就意味著掌握了世界的未來——謹以此文向那些正在追逐人類最狂野夢想的人們表示致敬。
下圖為獲得1050秒連續執行實驗記錄的中國EAST可控核聚變實驗裝置核心部件,由於核聚變反應產生的溫度太高,因此只能用這樣的超導體高磁場裝置讓反應懸浮在裝置中央空腔部位執行,如何更好地掌握超高溫是解決持續可控核聚變反應時間的關鍵技術問題所在。
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意味著可控核聚變有了可喜的進步,意味著離掌握可控核聚變又前進了100秒,可控核聚變是人類徹底解決能源問題的終極方案!