近日,中核集团发布消息称将成立可控核聚变创新联合体,引发广泛关注。这一举措是否意味着我们距离突破“可控核聚变”的关键技术只差临门一脚呢?
如果真如此,这将对能源领域产生深远影响,领先全球,引领第四次工业革命。
首先,值得注意的是,石油困局可能会迎刃而解。
当可控核聚变用于发电时,各行各业都能实现电动化,降低对石油的依赖,基本上国内的储量即可满足需求。
这一技术还能应用于军舰的动力系统,为军事领域提供清洁能源。
然而,要保持可控核聚变的持续稳定运行,面临着相当大的难度。
各国经过数十年的研究,进展有限。可控核聚变的关键难点在于如何有效约束等离子体,确保其受控地在反应堆中运转。
具体而言,可控核聚变的反应过程要求在极端条件下实现高温高压,而等离子体流的出现使得核聚变的发生更加容易。
然而,等离子体流是一种极不稳定和复杂的物质,容易受到各种因素的扰动,从而导致温度下降甚至停止反应。
约束等离子体的技术是可控核聚变面临的第一个难点。目前采用的主要方法有磁约束和惯性约束。
磁约束利用强大的磁场将等离子体固定在一个环形或球形的真空容器内,而惯性约束则通过强大的激光或粒子束将等离子体快速压缩到小体积内。
这两种方法都面临技术上的巨大挑战,尚未取得理想的结果。
第二个难点在于建造核反应堆的材料性能要求较高。
等离子体温度高达上亿摄氏度,反应堆内壁材料必须具备强大的耐高温能力。尽管已经研制出新型的钨材料,但在实际应用中仍需进一步验证其耐久性和可行性。
尽管可控核聚变面临巨大的挑战,但其应用优势同样显著。
一旦实现商业化发电,将为人类提供清洁、持久的能源。所使用的氦3燃料丰富,并且无二氧化碳等污染物排放,是一种理想的能源形式。
其释放的能量更是核裂变的4倍,结合氦3的储量,可为地球提供长期、充足的能源。
总体而言,我国在可控核聚变技术上取得的突破是值得鼓舞的。
通过磁约束技术的不断推进,托卡马克装置实现了长脉冲高参数等离子体运行,环流二号、环流三号等设备也取得了显著进展。
然而,要实现可控核聚变的商业化仍有一段路要走,需要克服约束等离子体和材料耐久性等关键问题。
可控核聚变的出现有望解决当前的能源困局和环境问题。与目前的火力发电相比,可控核聚变不产生污染,燃料储备丰富。
一旦取得成功,将推动人类迈向更清洁、可持续的能源未来。
客观的说 1000年后能实现吗
核聚变需要解决的是等离子体如何输出发电,不能再烧开水了,需要一种称作帆板的东西,类似太阳能板,把光热转化成电能。