利刃/縱橫論
2020年開頭確實出現許多壞訊息,尤其是席捲全球的疫情更是令很多人感嘆今年的運氣不佳。但是,年份只是人類創造出來的概念,特定的事件並不會隨著人類年份的改變而有什麼變化,雖然2020年開頭有不少壞訊息,但是今年同樣有許多值得關注的好訊息。其中,中國"人造太陽"的進度就可能是今年的一個大好訊息。
地球上的能量從本質上說都來自於太陽,而太陽這個巨大的恆星之所以能夠向宇宙輻射強大的能量,是依靠其內部不斷進行的核聚變反應。人類如果想要獲得巨大的能源,除去繼續開發地球本身蘊藏的資源進行能源轉化外,啟用核聚變能源是最有可能的辦法。和風能、水能或者地熱能等新能源不同,核能所能提供的能量是天文數字級別的,如果可以克服技術難關,核設施能夠提供全人類所需要的能量。
就拿核聚變的反應材料來說,可控核聚變所需的氘原子和在地球上十分豐富,1公升海水中提取出的氘元素通過核聚變反應釋放出來的能量,就可以比上燃燒300公升汽油釋放的能量。理論上說,人類掌控成熟的可控核聚變技術之後,所有的現有能源和新能源都可以無需使用,僅僅依靠核聚變反應就能輕鬆地提供人類需要的所有能源。更重要的是,核聚變反應的產物是氦元素和中子,不產生任何有害物質,堪稱完全清潔的能源反應。可以說核聚變反應技術成熟之後,能夠一勞永逸地解決人類能源問題,因此世界各國都投入大量資金進行民用核聚變設施的研發。
各國雖然都在推進,但都遇到巨大的困難。核聚變反應存在一系列難點,核反應過程中是否會出現核洩漏、如何達到核聚變反應需要的超高溫和高密度以及如何製造承受核聚變反應的容器都是大問題。要知道,核聚變反應要求等離子體的離子溫度在一億攝氏度以上,這是地球上任何物質都不可能承受的溫度,光是製造核聚變反應容器就需要很高的技術。因此,世界各國鮮有對其進行研究的能力。
但是在可控核聚變方面,中國的"人造太陽"——中國環流器二號M的技術處於世界領先水平。中國環流器二號M採用強磁場來約束高溫的核聚變燃料,強磁場通過磁力效應,令整個參與聚變反應的物質懸浮在空中,因此無需讓反應容器和核燃料發生直接的接觸,這走的是當年蘇聯科學家託卡馬克的路線。當然說起來容易做起來難, 中國環流器二號M為了實現準確的控制,需要極高精度的零部件,控制作業系統的精密也是前所未有的。據悉,中國環流器二號M內部的等離子體核燃料的溫度,甚至可以達到兩億度,這是太陽內部溫度的十倍!可想而知,哪怕是一點點的失誤,兩億度的等離子體物質一點失去控制,都會瞬間造成破壞性的後果。
目前來看,中國的中國環流器二號M計劃是整個世界範圍內,最接近成功的可控核聚變反應專案,事實上在21世紀初中國的核聚變反應裝置就能維持200秒的持續核聚變,這是當年最頂尖的技術。如果中國環流器二號M能夠按照預期在今年投入使用,那麼中國距離突破長效可控核聚變反應的限制就會更進一步。而突破限制之後成功將其轉為民用技術的話,就代表著人類世界新的能源革命!