美国耗资数十亿研究失败,中国或在10年内实现,引领下次科技革命

可控核聚变是人类是上世纪中期就提出的设想,如果真的能实现,人类就可以利用取之不尽的氢能源发电,一劳永逸地解决能源危机,但直到今天为止,可控核聚变还停留在初级阶段,距离实现遥遥无期。

美国耗资数十亿研究失败,中国或在10年内实现,引领下次科技革命

我国是研究可控核聚变较晚的国家,却是取得成就最大的国家。最新消息称,由中科院合肥物质研究院等离子体所研发的全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环(EAST)再创世界纪录,实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行。

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托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器,通电时内部会产生强磁场,将等离子体加热到极高的温度,使核外电子摆脱原子核的束缚,发生原子核聚合作用,在形成新原子的同时释放出巨大能力。这就是可控核聚变的基本原理。

因此,要想实现核聚变,必须获得足够高的温度,并维持足够长的时间,确保核聚变反应持续进行。托卡马克装置理论上能达到这一目的,但受限于材料技术无法长时间运行,故而延长托卡马克装置运行时间成为各国研究可控核聚变的主要方向,由此可见东方超环的巨大意义。

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在中国着手研究可控核聚变之前,苏联、美国、日本就确定了ITER项目,计划投入100亿美元,在2010年建成可控核聚变反应堆,但由于苏联解体而作罢。后来美国单独进行研究,耗资数十亿美元也没有结果。2003年,中国宣布加入ITER计划,再次掀起可控核聚变研究热潮,由中国研发的东方超环就是迄今为止人类研究可控核聚变的最高成就。

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到目前为止,东方超环已经稳定运行15年,近些年连续取得数个重大突破,持续运行时间越来越长。照这个趋势发展,中国有望在10年内实现可控核聚变的实用化,将其投入到实际生产生活中,然后逐步降低成本,实现商业化,最后彻底取代传统化石能源。届时,一些受能量密度限制的技术将获得发展契机,下一次科技革命也将爆发,人类文明进入新的纪元。

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页面更新:2024-03-13

标签:美国   中国   原子核   等离子体   摄氏度   马克   可控   年内   装置   下次   能源   时间

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