氫原子 核聚變控制力翻5倍,中國拿到通往“無限能源”之門的鑰匙!
來源:遠(yuǎn)方青木
可控核聚變對人類的意義之大,稍微有點科學(xué)常識的人都很清楚。
這是人類文明之光,真正意義上可以讓全體人類社會躍遷一個能級的逆天科技。
作用很大,難度也很大。
50年前,可控核聚變號稱只需要50年就可以實現(xiàn)了。
50年后的今天,可控核聚變還是號稱只需要50年就可以實現(xiàn)。
但是在2021年5月28日,中國的可控核聚變裝置,全超導(dǎo)托卡馬克(EAST)成功實現(xiàn)了在1.2億攝氏度條件下進(jìn)行人工可控核聚變101秒的人類奇跡。
在此之前,全人類在超過1億度條件下實現(xiàn)的人工可控核聚變最長時間,僅為20秒。
中國,一口氣把世界記錄給翻了5倍。
文章插圖
人工可控核聚變?yōu)槭裁催@么難?
整個人類發(fā)展了50年,控制時長依然是按照秒來計算。
要知道,人工可控核裂變是那么的簡單。
1949年8月29日,蘇聯(lián)試爆了自己第一顆原子彈。
1954年,蘇聯(lián)就建成了第一座核裂變發(fā)電站。
人工可控核裂變的技術(shù),5年時間,連電站都給你建好了,研究時間我覺得2年都不需要。
在裂變核電站建成后,整個人類的目光都聚焦在聚變核電站上。
至今,連初步實驗都只能維持在以秒為單位,點火耗費的電能比釋放出來的能量還高,離建成真正有用的商業(yè)聚變核電站,可以說還非常遙遠(yuǎn)。
聚變核電站難在哪?
太陽,無時無刻的都在進(jìn)行核聚變,源源不斷的釋放出大量的能量。
為了保證氫原子能夠?qū)崿F(xiàn)聚變,太陽提供了1500萬度的溫度,以及2400億個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
太陽能夠持續(xù)進(jìn)行核聚變,得益于它巨大的質(zhì)量帶來的超強引力。
強大的引力,不僅給太陽內(nèi)部帶來了巨大的壓力,把無數(shù)氫原子強行壓在了一起,也讓聚變中的氫原子被牢牢的約束在了太陽內(nèi)部,不至于到處亂竄。
但是在地球上,我們不可能提供2400億和大氣壓的壓力,如此離譜的壓力我們根本做不到。
壓力不夠,就只能溫度來湊。
因此,人類想實現(xiàn)可控核聚變,需要1億度以上的溫度,越高越好。
而人類目前已知的,最高熔點的金屬鎢,其熔點也只有3000多度。
在1億度的高溫面前,鎢瞬間就會氣化。
在不接觸的條件下實現(xiàn)1億度的高溫,這本身就很難。
讓在1億度條件下進(jìn)行核聚變的氣體,乖乖的待在同一個地方不動,這更難。
太陽依靠其龐大的質(zhì)量,通過引力來強行約束,可人類做不到。
但核裂變電站就簡單多了。
裂變的金屬鈾,天生不穩(wěn)定,可以在常溫條件下實現(xiàn)裂變,而且其裂變速率可以通過調(diào)整接觸面的大小來實現(xiàn)。
簡單的說,利用工業(yè)時代的人類技術(shù),可以輕易的建造可控裂變核電站。
雖然并不是什么國家都能建,但裂變核電站里使用的工程技術(shù),尚在工業(yè)時代的人類可理解的范圍內(nèi)。
而可控核聚變電站需要的技術(shù),有一大半都已經(jīng)脫離了工業(yè)時代的人類老技術(shù),甚至連其建造理論,都感覺超越了工業(yè)文明一個時代。
這是典型的未來科技。
既然這么難,我們?yōu)槭裁催€要花費代價去全力推進(jìn)可控核聚變呢,直接用裂變技術(shù)做核電站不就好了嘛。
核裂變發(fā)電站最大的缺點,是裂變材料巨大的放射污染性。
核能電站會產(chǎn)生大量的核廢料,而核廢料是人類目前已知的最臟最毒的物質(zhì),沒有之一,而且其廢料需要幾千甚至幾十萬年才能徹底消除危害。
什么二氧化硫,甚至重金屬污染,其破壞力在核廢料面前,都是弟弟。
如果不考慮核廢料,那么裂變核電站的成本是很低的。
但考慮到處理這些核廢料的代價后,那裂變核電站的成本一下子就高的難以接受,甚至比火電站還要高,而且伴隨著巨大的安全隱患。
為什么主要國家建設(shè)少量核電站后,不約而同的停下了裂變核電站的建設(shè),處理核廢料的成本過高是最大的原因。
【 氫原子|核聚變控制力翻5倍,中國拿到通往“無限能源”之門的鑰匙!】但聚變核電站就沒有這個問題,聚變電站幾乎不產(chǎn)生輻射,也幾乎沒有什么核廢料。
而且聚變電站的安全性極高,需要1億度高溫才能進(jìn)行的聚變反應(yīng),想開始很難,想結(jié)束很簡單。
只要電站出現(xiàn)問題,反應(yīng)室破損,聚變反應(yīng)馬上就會停止,你想繼續(xù)都不可能了,因為溫度下降到臨界值以下了。
像日本福島核電站那種,電站爆炸后核反應(yīng)源源不斷的緩慢進(jìn)行,想停都停不下來,最后造成人類環(huán)境災(zāi)難的事情,永遠(yuǎn)不可能發(fā)生。
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