突破1000秒的大关!全球首盏由核聚变点亮的灯,一定会在中国诞生


本文摘自5楼的男人,侵删。

12月30号晚上9点55分,中国人造太阳启动第106915次放电试验,此次放电的目标是获得大于1000秒的超长脉冲等离子体,预设放电时间为1057秒。

随着60秒倒计时,人造太阳正式启动,等离子成功建立,低杂波电流、电子回旋也随即稳定地投入,这一切意味着人造太阳工作正常。接下来就是漫长、但是激动人心的等待新的世界纪录的诞生。

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在经过1000多秒,接近18分钟的等待后,晚上10点14分的时候,人造太阳在预设的时间里停止工作,最终显示的时间定格在1056.66秒,至此一项新的人造太阳放电纪录诞生。

此次人造太阳突破1000秒,意味着突破一道新的关卡,中国的人造太阳,和相关的核聚变技术,已经走在世界的前列,这次的突破,也为将来核聚变的商用,打下坚实的基础。

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01什么是人造太阳?

太阳之所以能够为整个太阳系提供源源不断的能量,是因为在太阳巨大的引力作用下,使太阳核心部位形成高温和高压的环境,而在这种环境中,氢原子会变成等离子状态,发生核聚变

而在地球上的环境,无法形成太阳中的那种高压环境,但是却可以通过比太阳核心更高的温度,来模拟太阳内部的核聚变。

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而这种模拟太阳的核聚变方式,就称为人造太阳,事实上人造太阳只是核聚变技术的一种。

因为早在几十年前,人类就掌握了另外一种核聚变技术,那就是氢弹,氢弹就是利用核聚变的原理,引爆核弹,然后利用核弹爆炸的高温,引发核聚变反应。

但是这种核聚变是在瞬间释放能量,属于不可控的,而人造太阳的核聚变方式,关键的一点,就是在可控上,就是在人类干预下,实现可控核聚变技术。

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02可控核聚变的优点

早在几十年前,科学家们就给文明划分了等级,一个文明的先进程度,取决于其使用能量的总量。

目前人类使用的能源主要还是以化石能源为主,但是化石能源虽然相对于可控核聚变技术来说,有个优点,就是运用起来比较简单,获取相对比较容易。

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但是化石能源有两个缺点:

①它是不可再生的资源,也就是说用一点就少一点,面对日益需求更高的能源,而化石能源的总量只有那些,总有一天会耗尽。

②另外化石能源还有个缺点,那就是环境的污染。在化石能源的使用过程中,不仅会排放温室气体,并且由于燃烧不充分排放的微小颗粒,也会对大气造成污染。

在人类对能源的摸索的过程中,曾经想过用核裂变的方式,替代化石能源。但是核裂变的方式获取能源,也必须有放射性的矿物质提炼,虽然能源利用率比化石能源高,也相对干净一些,但是存在危险、资源枯竭和核废料处理等问题。

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正是由于这些原因,核裂变技术,只能作为一个过渡期,而不能在未来成为人们主要的能量获取来源方式。

但是可控核聚变技术,却不存在以上那些问题,主要有以下几个优点:

1、原材料丰富,可控核聚变中最主要的原材料,氘在海水中的含量达到40万亿吨,而以现在人类消耗能量的水平,一年4吨的氘,就可以满足全球能量需求,而海水中氘的含量,足够人类使用10万亿年时间。

2、安全和干净,可控核聚变技术与核裂变技术不同,其是让氢的同位素“氘”,在高温下剥离出电子,成为等离子状态,然后在1亿度高温以上,等离子变得极其活跃,在磁场的束缚下,拥有非常快的速度,相互撞击,把坚硬的原子核撞开,然后重新组合在一起。

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根据爱因斯坦的质能方程式,在这个过程中,会释放出巨大的能量,整个过程没有放射性的元素,所以非常的安全干净。

3、高效,如果把正反物质相互间湮灭的能量,作为最理想的能源利用率,作为标准的1(也就是100%),那么核裂变的利用率为0.123%,而核聚变的利用率是其5倍多,达到了0.7%。

所以无论从哪个方面来看,可控核聚变技术,将代表着人类的未来,一旦掌握了核聚变技术,相信人类的生活将会发生翻天覆地的变化。

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03可控核聚变的第一盏灯,将在中国点亮

中国现在的人造太阳的装置,是2006年建成的最新一代的EAST托马卡克装置,在15年间,进行多达10万多次的实验过程中。

多次取得世界性的记录,2010年运行1兆安的等离子电流,2018年首次获得1亿度的高温等离子体,2021年5月,实现了1.2亿度101秒,同时完成了1.6亿度20秒的世界纪录。

从这些数据中,可以看出在可控核聚变领域,我国始终走在世界的前列,所以有理由相信,在不久的将来,全球首盏由核聚变点亮的灯泡,将会在中国诞生。

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那时,在充足的能源基础上,电费几乎不要钱,人类的生产生活将会发生巨大的改变,农业,交通,生产方式等都会发生翻天覆地的变化。

在巨大的能量支持下,大型多层的无土种植技术,利用核聚变的能量,模拟太阳光,粮食的产量将会翻番。

而我国最新的科学技术,利用二氧化碳合成的淀粉,在充足的能量支持下,将会获得量产,用以喂养动物,获得肉类等蛋白质。

而这些,还只是可控核聚变技术成熟后,显露出来的冰山一角,未来的生活将会怎样,真的无法如何的舒服和便利。

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结语:

虽然可控核聚变技术的未来,为人类提供了一幅美好的蓝图,但还是要认清现实,必须承认,虽然中国这次突破1000秒的大关,但是在可控核聚变的技术上,还有很长的一段路要走。

其发展的过程,可能要经过几代人的共同努力,它是一个迭代逐渐完善的过程,就像计算机一样,最初的计算机,是一个庞大非常粗糙的机器,经过不断的完善后,产品的性能不断提升,而产品的体积也不断的缩减,直到如今,还在迭代完善的过程中。

不过路还是要一步步走,首先祝贺我国等离子研究所,在可控核聚变技术上取得的成就,也要感谢他们,在即将跨入新年之际,给全国人类带来一个特别的新年礼物!

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