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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 756 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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