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2023年8月,科技圈被一条爆炸性新闻引爆:中国新一代“人造太阳”装置“中国环流三号”成功实现了100万安培等离子体电流下的高约束模式运行。
这可不是科幻片里的场景,而是真实发生的科技进展。
这意味着,在未来,我们或许真的可以像“盗火普罗米修斯”一样,掌控太阳的能量,彻底改写人类的能源版图。
一时间,各种“无限能源”、“告别雾霾”、“星际旅行”的畅想充斥着各大媒体的头版头条,仿佛一个全新的时代即将到来。
狂欢的背后,其实藏着一点不安。
试想一下,当一种足以颠覆现有能源格局,甚至决定国家命运的技术出现时,世界会变成什么样?
要回答这个问题,我们先得搞清楚,可控核聚变究竟是什么?
简单来说,就是模仿太阳内部的核聚变过程。
在这个过程中,把两个比较轻的原子核,比如氢的同位素氘和氚,在极高的温度和压力下挤压到一起,让它们融合成一个更重的原子核,同时释放出大量的能量。
有多巨大?
1克核聚变燃料产生的能量,相当于烧8吨石油。
而且,核聚变的原料氘可以从海水中提取,含量非常丰富,几乎用不完。
核聚变不像核裂变那样会产生大量放射性废料,几乎不会造成污染,可以说是真正的清洁能源。
正因如此,从上世纪50年代开始,美、苏、欧、日等国家和地区就纷纷投入巨资,开启了对可控核聚变技术的探索。
谁掌握了这门技术,谁就能掌握未来的能源关键!
然而,理想很丰满,现实却很骨感。
可控核聚变的原理说起来简单,但要真正实现却难于上青天。
最大的难题是,核聚变反应得在超过1亿摄氏度的高温下进行,这比太阳中心还要热。
要知道,在如此高的温度下,任何物质都会被瞬间汽化。
为了控制住这些“狂暴”的等离子体,科学家们想尽了办法,其中最著名的就是“托卡马克”装置。
可以把“托卡马克”想象成一个巨型磁笼,用超强的磁场把高温等离子体固定在一个环形空间里,让核聚变反应能够稳定进行。
中美两国在可控核聚变领域的较量与协作
在过去的几十年里,尽管困难重重,但科学家们从未放弃对可控核聚变的追求,并取得了一系列重要进展。
中美两国在这方面做得特别好,领先全球。
中国虽然在可控核聚变领域起步较晚,但发展速度非常快。
早在2006年,中国就与欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国等国家和地区共同签署了国际热核聚变实验堆(ITER)计划,正式参与到这一国际大科学工程中。
近年来,中国在可控核聚变领域的好消息不断,频频创下世界纪录。
2017年,中国“东方超环”(EAST)实现了101。2秒的稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。
2021年,EAST再次打破世界纪录,实现了在1。2亿摄氏度的高温下持续运行101秒,这标志着中国在可控核聚变研究领域已经进入世界第一梯队。
而这次“中国环流三号”取得的突破性进展,则更进一步巩固了中国在该领域的领先地位。
美国在可控核聚变领域也很厉害。
早在1952年,美国就开始了对可控核聚变的研究。
经过几十年的发展,美国已经建立了世界上最先进的核聚变研究设施,拥有一批世界顶尖的核聚变研究团队。
2022年12月,美国能源部公布了一个重大突破:劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置团队首次在核聚变实验中获得了净能量收益。
他们在实验中发现,输入的能量比输出的能量少,这标志着人类在实现可控核聚变的道路上取得了重要进展。
中美两国在可控核聚变领域既有竞争也有合作,彼此你追我赶。
一方面,两国都希望能够率先突破可控核聚变技术,掌握未来的能源命脉,提升自身的国际竞争力。
可控核聚变技术非常复杂,需要全世界的科学家一起努力才能实现。
中美两国在该领域保持密切合作,有利于推动全球核聚变技术的进步,造福全人类。
然而,正如硬币有两面,可控核聚变这枚“未来能源”的硬币,也同样存在着另一面。
如果可控核聚变能够实现商业化,肯定会对全球能源格局带来巨大变化。
那些曾经凭借化石能源掌控全球经济命脉的国家,将会失去手中的王牌。
比如,中东地区那些富得流油的石油输出国,可能会在一夜之间被打回原形,曾经的“石油美元”体系也将不复存在。
掌握可控核聚变技术的国家,将会成为能源领域的新巨头,对世界经济格局产生重大影响。
此外,可控核聚变将带来新一轮的科技和产业变革。
可以预见,围绕着可控核聚变技术,将会诞生一大批全新的产业和企业,无数新的就业岗位将会被创造出来。
同时,可控核聚变技术的应用,也将极大地推动航空航天、深海exploration、人工智能等领域的快速发展,为人类文明的进步注入新的动力。
想象一下,未来我们或许可以使用核聚变发动机驱动的宇宙飞船,自由地穿梭于太阳系,甚至飞出太阳系,去探索浩瀚的宇宙;
或许可以利用可控核聚变产生的高温高压,合成全新的物质,研制出性能更加优异的新材料;
或许可以将可控核聚变技术小型化,为每一个家庭提供清洁、安全的能源……
然而,正如一枚硬币的两面,可控核聚变技术在带来巨大机遇的同时,也蕴藏着不容忽视的风险和挑战。
信源:每日经济新闻2024-10-09《1克燃料可产生约8吨石油的能量,将彻底替代石油!这种技术中国厚积薄发》
可控核聚变技术就像一把双刃剑,它既可以照亮人类的未来,也可能带来新的危机。
如何趋利避害,利用可控核聚变技术造福人类,而不是带来灾难,是我们必须认真思考和面对的问题。
在探索可控核聚变的道路上,中国始终秉持着开放合作的态度,积极参与国际合作,与世界各国共享研究成果,共同推动可控核聚变技术的发展。
相信在不久的将来,随着科技的不断进步,可控核聚变技术终将实现,为人类文明的进步和发展提供源源不断的清洁能源,创造更加美好的未来。
然而,通往“无限能源”的道路注定充满荆棘与挑战。
在追逐梦想的同时,我们也必须保持清醒的头脑,正视挑战,谨慎前行,才能确保可控核聚变技术最终成为造福人类的利器,而不是打开“潘多拉魔盒”的钥匙。