图为中国人造太阳如今中国投入了大量资源用于研发各种高新科技,特别是在核聚变领域里,最近一个好消息传来,中国成功造出了一个寿命1000秒的“人造太阳”,用国产的托卡马克聚变实验装置实现了时长达1000秒的聚变放电,刷新了此前西方保持的400秒世界纪录,最高温度高达1.6亿摄氏度,标志着中国在可控核聚变研究领域内实现了一项巨大突破,这才是真正的大国重器。
可控核聚变:可以人工控制的,将两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核并释放出能量的过程。
图为中国核聚变装置如今人类面临着严峻的能源危机和环保压力,只有发展可控核聚变技术才有望解决这两大问题,但是可控核聚变的实现难度非常高,这一技术通过将两个质量较轻的原子融合为一个质量较重的原子产生大量能量,但原子之间天然存在斥力,想将两个原子融为一体需要施加极高的温度和巨大的压力,以中国这次进行的实验为例,实验中核燃料的最高温度达到了1.3亿℃,压力高达100个大气压,整个宇宙中没有任何一种物质可以承受如此恶劣的条件,那么中国是怎么解决这一问题的呢?图为中国托卡马克装置原来中国巧妙的通过用磁场间接控制的方式解决了这一问题,为了诱发可控核聚变,中国专门投资,在合肥建造了一个性能先进的托卡马克装置,它内部安装了一个巨型超导磁铁,通电后可以产生强大的磁场,在核燃料进入装置内部后,中国科学家会对核燃料通电加热,在它们的内部产生电流,随后超导磁铁就可以利用磁场与核燃料的电磁相互作用将燃料限制在装置中心,不让它与装置本身接触,这样就可以安全地控制温度高达上亿摄氏度的核燃料。
但在建成了这个托卡马克装置之后,中国科学家还需要进行大量的实验探索进行聚变反应的最佳参数,才能维持聚变反应的长时间进行,此前中国已经在这一领域内取得了大量成就,比如前年中国就成功实现了聚变时长100秒的成就,突破了国内纪录,但和美国保持的400秒的世界纪录还有一段距离,而今年中国一口气将聚变时长提升到了1000秒,远远把美国甩在了身后。
图为中国托卡马克装置那么可控核聚变发电技术什么时候才能成熟呢?其实要想让可控核聚变发电具备商业运用价值还需要进一步延长聚变时长,至少要提升到3000秒以上才能把聚变发电的成本降低到可以商业化的范围,中国科学团队已经开始研究这一方面的技术,争取通过改进现有的托卡马克装置将聚变时长提升到3000秒,同时中国已经开始了第1代可控核聚变发电站的工程设计,预计如果一切顺利,可以在2035年开工建造人类史上的第1座可控核聚变发电站,2050年前把它建成并投产发电。
一旦可控核聚变发电技术获得突破,人类就将获得几乎无限的能量