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中国会成为第一个研发出可控核聚变的国家吗

常驻编辑 网络热点 2022-11-15 可控   氢弹   国家   等离子体   聚变   超导   国会   马克   装置   人类   工程

可控核聚变,俗称人造太阳,全名为全超导托克马克核聚变实验装置,我们中国在这个领域最近获得了全新的突破,成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行,创造了托卡马克实验装置运行新的世界纪录,这实际上是很科幻的一幕,也很让人兴奋,我们知道实际上我们地球万物生长,不管是一个大树,还是一颗小草,所依赖的光和热,都来源于太阳核聚变反应或释放的能量。所以也通俗的称这个核聚变装置为“人造太阳”。yIX拜客生活常识网

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那么,支撑这种聚变反应的燃料是什么呢?答案就是氘,氘在地球上储量非常非常的丰富,这可能也是大自然的一种巧合,正是因为太阳的燃烧也需要用到它,所以整个太阳系里面氘的含量还比较丰富的,目前的估算,如果人类以现有的技术水平利用氘,可能够我们用上百亿年,所以很多人就围绕这个氘展开了想象,假如说我们未来真能够用氘,来制造人造太阳,那么人类就能够彻底实现能源自由了。yIX拜客生活常识网

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我们小时候唱过儿歌,现在小朋友好像不怎么唱,种太阳,一个种在南极!一个种在北极!好像这么唱,那真到时候我们可以全球到处种太阳,哪里的热不够,哪里的电不够,种一个就有了。实际上,目前人类想来想去,能够一次性解决能源枯竭问题,解放人类生产力的方向就是这个核聚变。而严格来说就是这五个字“可控核聚变”,但如果是“不可控核聚变”呢,不可控核聚变实际在上世纪人类已经研究出来了,那就是氢弹。yIX拜客生活常识网

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五大常任理事国,为什么是常任理事国?为什么叫五大?因为能够掌握氢弹的国家数量比较有限,到现在可能数量多一些,但也依然有限,而且问题在于,你有了氢弹又怎么样呢?氢弹它是不可控的,炸完就没了,那可控就是把氢弹给约束住,把一个等同于氢弹的材料,把它放在一个特殊的这样一个结构里,让它缓缓的,慢慢的,稳定的释放出来。但这是目前一个非常非常大的难题。为了能够实现这样一个可控,最早科学家们着手研究的时候就说:人类可能需要50年。当然现在已经进入第二个50年了,第二个50年完了,会不会到第三个50年还没研发出来,咱谁也不清楚,但目前来看,我们这个1.2亿摄氏度100秒,可以说是迈出了很大的一步,很不容易。那么不容易在哪?首先就是这个核聚变,你用什么容器来把它约束住呢?要在地球上利用核聚变能量的话,实际上最麻烦的就是高温,目前人工控制条件下,等离子体的温度,需要达到1亿摄氏度以上,但是你只有把它变成这个等离子体,你才能够利用它的能量,1亿多度,目前没有任何材料能耐到这个高温。yIX拜客生活常识网

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我们人类目前发现的这个钨,这是地球上最耐高温的金属材料,它的融化温度也就3000来度,还不到它的零头,所以实际上是没有任何东西可以直接接触的,那怎么办?科学家们提出很多思路,目前来看,可能最主流的,也是最广泛投入的就是早年苏联科学家提出的这个“托卡马克”方案,这个“托卡马克”其实是个俄语,意思是“磁线圈环形真空式”,就是用一个强的环形磁场来约束这个等离子体,它是通电的时候,托克马克内部会有一个巨大的螺旋形磁场,然后就会把里面的这个等离子体加热到很高很高的温度,因为它有磁场,甚至它可以叫是一个磁笼子,你看不见摸不着,它也不接触什么东西,所以也就不怕高温了,只有它能够把这个极高温的等离子体约束在空中,这样就能达到可控核聚变的目的,毕竟我们不是太阳,太阳内部它因为有极大的压力,我们地球上形成不了那么大压力,就只能靠更高的温度了。yIX拜客生活常识网

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目前呢,也不是说只有托卡马克这一条路可走,包括也有其他的一些说法,比如说用这种激光的,用这个超强的激光,在极短的时间内去辐照靶板,也有可能产生巨变,但是相比较来说,目前还是公认托克马克它的这个路线似乎更好走一些,更成熟一些,也比较领先一些,公认它还是最有可能率先成功的一条可控核聚变方式,那么怎样衡量一个托卡马克装置的规模呢?就是看它个儿,个儿越大,说明它产生的这个聚变能量就越大,它只有大到一定规模了,它才能够真正的开始输出这种人类可以用的能源,不然太小了,那输出没什么意义,我们国家实际上也是很早就开始了这方面研究,在1965年就在四川建成了这个西南物理研究所,现在改名了,现在叫西南物理研究院了,属于这个中核集团,核工业下面的,实际上我们起步是很早的,也就说我们已经坚持了不止50年,1965年成立的西南物理研究所,到现在已经是57年了,第一个50年已经过完了,那现在第二个50年,在这些过程中,实际上我们国家一直就跟国际上可控核聚院领域,基本保持同步的这样一个水平,说这个我们其实是脸上有光的,一直都还算是比较领先,在上世纪70年代,我们国家当时就打算建一个世界领先水平的这种大型热核反应实验装置,后来就把这个装置选择放在现在的合肥,为什么要放在合肥呢?这是因为当时中科院电工所,实际上在更早的一些年份,当时在合肥建成了一个非常大型的储能电感装置,当年叫八号电感,这个电感装置它能够给热核聚变装置提供强大的脉冲电源。说白了吧,就相当于你要把它点火,你得有一个很厉害的东西才能点得着,所以当时这个策划中的托卡马克实验装置也就此命名叫八号装置,整个工程要申请立项,当时就叫八号工程,这八号工程当年还是挺不容易的。

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