温度超过太阳10倍！中国新一代人造太阳，无限能源还远吗？一旦掌握这项技术，人类便可拥有像太阳那样，接近无限的能源。至少领先西方国家五年... | 2022-01-02 22:31:00 (被阅读 1477 次) |  | | Openidea脑洞大开 多弦新闻网 2021-01-12 04:12
2020年底中国新一代“人造太阳”，中国环流器二号M装置首次成功放电，温度达到了1.5亿摄氏度，是太阳中心温度的10倍，值得一提的是，这一进展比西方国家的核聚变发电至少领先五年时间。在距离地球1.5亿公里的地方，是太阳的表面，那里每时每刻都在发生着核聚变，这也是太阳能够近乎无限发光发热的秘密。因此，可控核聚变装置又被称作“人造太阳”，换句话说，一旦能够掌握这项技术，人类便可拥有像太阳那样，接近无限的能源。从上世纪50年代开始，科学家们就对可控核聚变展开研究，他们认为至少需要50年时间才有希望实现这一技术。如今60多年过去了，可控核聚变依然是困扰各国科学家的难题，有人甚至认为，即便再过50年，人类依然无法掌握这项技术！实现可控核聚变，为什么这么难？一切还得从那个被称为“天才”的科学家说起。1905年，爱因斯坦在相对论中提出质能方程，即：质量再小的物体也可能释放出巨大的能量。事实也的确如此，目前最容易实现的核聚变的原料是氢的两个同位素氘和氚 ，通过使氘原子核与氚原子核发生聚变，生成氦原子核和中子。不过由于氘氚原子核都带正电，它们之间存在排斥力，这便会阻碍核聚变的发生。若想让二者发生聚变，则需要大约10的-15次方米的距离，大约是一根头发500亿分之一大小，而要想实现这一点，光靠挤压是不可能实现的，只有在超高温度的环境下，原子才能猛烈运动缩短距离，这一过程，至少需要在上1亿度高温下，氘氚原子核才能克服电荷的斥力，实现核聚变。达到上亿度的高温以目前的科技水平，已经可以实现了，而难点在于，1亿度的高温足以融化与地球上的任何物质，没有哪个容器能把反应堆装起来！于是，科学家们想到两个办法约束高温反应：一个是惯性约束。用一个内含氘和氚混合气体的小球，然后用激光束击打它，让它瞬间达到高温高压，从而引发核聚变反应。另一个是磁约束：利用一个环形磁场来装下离子体，在磁力的作用下限制二者运动，原子核就能绕着磁力线方向转圈，使它们集中在一个方向。想要用磁力实现核聚变反应，也并非易事，直到1968年，T-3等离子机温度超过了一千万度后，才打破瓶颈，各国纷纷更近，至此，托卡马克装置就成了主流技术。目前，世界各国可控核聚变的设备，主要也是磁力约束技术。2009年我国启动了中国环流器二号项目，2020年 12 月4日宣布首次成功放电。这也标志着中国在可控核聚变技术方面，已经进入世界前列。按计划，我国将在2070年之前实现核聚变并网发电，这就意味着，有生之年我们能够看到人造太阳真正实现！希望那一天早日到来。 |
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