10年没了63亿美元!中国人造太阳获重大突破,而国际项目却将烂尾

森罗万象视频 2024-07-03 21:58:11

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综述

能源,是人类的永恒话题,人类的每一次科技进步无不伴随着对新型能源的利用。近年来,随着化石能源的减少和环境问题的加剧,人们对清洁安全,可持续的新能源需求变得愈加迫切。在此背景下,核聚变技术因其高效,无污染等优点被誉为人类“终极能源”的解决方案。

就当下而言,人类关于核聚变的研究可谓喜忧参半。一方面,全球最大的人造太阳项目“ITER”深陷预算超支,工期延误的泥潭,面临烂尾风险。与此同时,中国的“东方超环(EAST)”项目却取得了重大突破,成为世界核聚变研究的新亮点。

核聚变和“人造太阳”

核聚变,指的是轻原子核在高温高压的环境下,结合成较重原子核,并伴随释放出巨大的能量的过程。太阳释放能量的方式就是核聚变,每秒钟太阳内部都在进行着核聚变反应,以此来支持其发光发热。

一直以来,核聚变都被视为解决人类能源问题的光明大道,其原料丰富,不会如化石能源般有枯竭的可能,而且对环境危害也很小,属于一种高效,可持续的清洁能源。

用于核聚变反应的燃料,氘和氚可以从海水中提取,它们是常见的氢同位素。而且,氚还可以通过用中子轰击锂反应产生。核聚变反应后的产物主要为氦,并不会产生长期性的放射废料,避免了核污染风险。

此外,核聚变能量巨大,比化石燃料以及核裂变反应释放的能量高出数倍甚至数十倍。例如,仅1克氘氚燃料核聚变反应所释放的能量就相当于11吨煤,而且整个过程还不会产生二氧化碳等任何温室气体。

“人造太阳”是一种装置设备,它是对核聚变反应堆的形象化称呼,它可以模拟太阳内部的核聚变过程,在地球上实现可控核聚变。

其中,“托卡马克装置”是一种应用比较广泛,用于研究核聚变的实验设备,它的工作原理是利用磁场将等离子体约束在一个环形真空室内,通过外部加热装置将等离子体加热到数亿摄氏度的高温,从而实现核聚变反应。

中国核聚变装置

我国在核聚变领域的研究起步比较晚,但发展迅速,如今已取得了相当显著的成就。2006年,中国自主建成了国际首个全超导托卡马克装置东方超环(EAST)。它主机部分高11米,直径为8米,重达400吨,近年来随着技术的进步,它不断创下新的世界记录。

2018年,在加热功率超10兆瓦的条件下,“EAST”创下了等离子体中心温度1亿摄氏度的新纪录。2021年5月,“EAST”实现了 1.2亿摄氏度下101秒,可重复的稳定运行,以及在1.6亿摄氏度下等离子运行持续20秒的新纪录。

2023年4月12日,“EAST”又成功实现了在高功率模式下,持续 403秒稳态高约束模式等离子体运行,再次刷新纪录。

除了“EAST”项目,中国在其他核聚变装置上也取得了显著成就。比如中核集团研制的环流二号(HL-2A),于2002年首次运行。该装置通过一系列实验,为后续更大规模的核聚变装置提供了宝贵的经验数据。

2020年,“HL-2A”的改造升级版“HL-2M”完成建造并成功运行。“HL-2M”也被称为中国新一代“人造太阳”,它的等离子体电流突破了100万安培(1兆安),标志着中国在核聚变研究中又迈出了重要一步。

国际项目“ITER”

在我国的“人造太阳”屡屡完成新突破的同时,国际最大的“人造太阳”项目却面临烂尾的风险。这一项目全称为“国际热核聚变实验堆(ITER)”,是目前是全球规模最大,影响最为深远的国际科研合作项目之一。

项目由中国,欧盟,美国等七个国家或组织共同参与实施,其中中国承担了9%的任务。该项目的起源可以追溯到20世纪80年代中期,于1988年开始设计工作,2006年正式开工建设。

项目原计划在2016年完成,但由于各种技术和管理问题,工期不断推迟,预算也严重超支。2022年,“ITER”项目总干事Bernard Bigot去世,其接替者Pietro Barabaschi曾表示,ITER装置的核心组件,真空容器和隔热罩存在质量问题,需要进行大规模维修和更换。

“解决这些问题需要几个月,乃至几年甚至更长的时间”,Pietro表示这对项目的进程影响非常大。

截止目前,“ITER”项目总预算已经飙升至220亿美元,远超最初的63亿美元。项目原定在2018年实现首次等离子体运行,但这一目标已推迟到了2025年。而实际进行氘氚实验则要等到2035年。

此外,“ITER”项目内部管理层的更替,以及新冠疫情导致的供应链中断和施工延误,也对整个项目的进展造成了负面影响。

《科学美国人》杂志报道称,“ITER”项目已经到了“创纪录的灾难边缘”,可能会成为有史以来工期延误时间最长,预算超支最严重的科研项目。

结尾

核聚变技术作为人类未来能源的希望,正在全球范围内不断探索和突破。中国的“EAST”在这一领域成就非凡,展示出了强大的科研实力和技术水平。然而,国际上的 “ITER” 项目却陷入了重重困境,面临着预算失控和工期延误的严峻考验。

这一对比不仅反映了各国在技术研发和项目管理上的差距,也凸显了国际合作的重要性。科学探索的道路从来都不是一帆风顺的。未来,随着技术的不断进步和国际合作的深化,人类掌握可控核聚变技术必将成为现实,这一新能源形式也必将为人类社会带来持久的福祉。

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7 阅读:2322
评论列表
  • 2024-07-04 11:42

    看看美国的激光聚变,那才叫绝,在体积、重量上不在同一个量级上,更小,更轻。而且不是传统的烧开水发电原理。

    ZJW 回复:
    没听过中国的神光计划?
    用户10xxx22 回复:
    国家点火计划确实不烧开水,但己没法发电,只是个军事项目,真正目的是探索核聚变机理,用于核武改进。不管是惯性约束还是磁约束,想发电最终还得烧开水。
  • 2024-07-05 15:15

    超导悬浮燃烧才是正道,环形等离子体的思路不对,输入比输出大还有导出能量不能实现。

  • 2024-07-04 12:36

    2025年应该实现正式突破,26年开始实现商业化运行。

  • 2024-07-04 16:54

    2023年,由中国自主研制的“人造太阳”国际热核聚变实验装置在韩国大王山科学城取得突破性进展,诞生了这句话。把这句话理清楚!

  • 2024-07-04 13:12

    地球已经承受不起目前的高温了,还要弄个“人造太阳”来烧烤地球,这是人类自己嫌命长了

    草原星空 回复:
    这玩意是降温用的
  • 2024-07-06 22:55

    美国前几年有好几个星形的聚变装置取得突破,激光控制,和咱们磁环流控制的不太一样。据说是成功了,但是一点也没动静了,论文都没有。了,就这么无声无息的没了…

  • 2024-07-04 13:12

    国际合作项目各怀鬼胎,三个和尚没水喝

  • 2024-07-06 20:18

    上小学都听说中国的人造月亮太阳很牛 现在都过30年了 怎么又在韩国取得进展 到底小编吃什么长大的[呲牙笑]

  • 2024-07-04 17:14

    离投入实际运用还有多久?

  • 2024-07-04 15:13

    1亿多度,什么东西能扛住这么高的温度?

    草原星空 回复:
    磁环流,用磁力舒服等离子体
  • 2024-07-04 15:46

    现在国内的舆论环境就是去国际化,这样很不好

  • 2024-07-04 11:51

    每天这突破那突破就是看不见东西

    草原星空 回复:
    嗨,日新月异,从实验室到成品,变成能看见的东西那么多,你还得有双智慧的双眼啊。

森罗万象视频

简介:夫万象森罗,不离两仪所育;百法纷凑,无越三教之境。