首頁>科學>

目前人類所掌握的核裂變所放出的能量,已經足以讓世人震撼。而蘊藏能量是核裂變遠不能及的核聚變,是各國科學家至今無法攀登的高峰。其執行不產生核廢料,地球上蘊藏著近10萬億噸原料等都是核聚變的優勢所在。現在我們已經掌握了不可控核聚變技術,而在可控核聚變領域進展緩慢,要想核聚變產生的鉅額能量為人類所利用,如何將核聚變過程人為控制是最為關鍵的。而中國在可控核聚變領域提取核聚變原料的突破,則為可控核聚變的可行性帶來了希望。

出品|國器

中國和英國大學研究團隊聯手研發出核聚變原料——氘的新型提取材料

近期中國西安交通大學聯合了英國利物浦大學,在氘提取的材料上取得了新的突破。科研團隊通過長時間的攻堅戰,研製出了氘提取裝置隨所用的新型材料。該材料相對於傳統氘夫人提取手段要精細很多,同時其憑藉著表面多孔特性可以大量吸附住“氘”分子。氘提取的效率和純度自然也就隨之提高,這也意味著可控核聚變迎來了關鍵性突破。值得一提的是,在此次新材料研製中,中國西安交通大學丁理峰科研團隊的相關理論模型,其作用是無可替代的。

可控核聚變反應的原料——氘僅0.03g就可以媲美300升汽油釋放的能量

可控核聚變是核領域專家普遍認可的,可以實現清潔無窮能源的有效途徑,其將讓全球能源短缺問題得到根本性的解決。不過人工可控核聚變的實現與可控核裂變不在一個等級上,可控核聚變的很多核心技術和裝置至今仍在逐步摸索當中。可控核聚變反應最基礎的原料就是氘原子和氚原子。氚通過中子和鋰反應就可以大量獲取。而氘在大氣中含量不多,主要是在海水中提取。每升海水中蘊含的氘含量是0.03克,其完全核聚變反應中爆發的能量可以媲美300升汽油。不過海水氘至今的提取效率並不是很高,要將其大部分提取出來,最核心的問題還是在於裝置材料效能的提升。

中國製造的聚變反應堆“環流器二號M”執行溫度最高可達2億度高溫

中英聯合研製出的該種新型材料還有一項特性,就是它能夠通過動態量子進行篩分,在混合氣體中精準選擇氘分子。而且該新型材料提取高純度的氘,不僅僅可以作為核聚變燃料,還可以廣泛應用於非放射性元素的追蹤、中子散射技術和製藥等領域。除了此次成功研製氘提取的新材料,中國科研團隊在2億度溫度執行的核聚變堆——“環流器二號M”新型模擬上也有新進展,預計今年就可以正式投入使用。環流器二號高達四倍太陽表面溫度的執行溫度,也讓全球核領域專家為之震撼。

中英此次關於核聚變原料提取材料的研發攻克為可控核聚變積累了寶貴經驗

但國際上大多數人對於核聚變的安全性還是持一定的懷疑態度。中國聚變科學所所長段旭日則表示,氘氚等離子體可以被磁場約束在真空容器中,安全性是毋庸置疑的。中國關於核聚變的研究在逐漸深入中,科研團隊也在實驗中積累了豐富經驗,這些對於可控核聚變的研究都是不可或缺的存在。可控核聚變其實就相當於一個人造小太陽,將帶給人類無窮無盡的能源,這也是各國在核聚變研究上投入大量人力、物力和財力的原因。

最新評論
  • mRNA疫苗可誘導對SARS-CoV-2及其多種擔憂的變體的持久免疫記憶
  • 為了開啟人類太空飛行新紀元,馬斯克炸了一枚造價3.4億元的火箭