这个科技前沿领域,中美相继宣布“重大突破”!

美国方面今天传来一条大消息,之所以说是大消息,行业内人士一看就懂。


业内人士透露,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家,在追求可控核聚变方面取得“重大突破”,首次实现了聚变反应的净能量增益,也就是产生的能量比注入的能量要多。该实验室采用了一种名为惯性约束聚变的方法,也就是用世界上最大的激光撞击一个微小的氢等离子体颗粒。


这条消息重要到啥程度?美国能源部预计将在当地时间明天上午7点(北京时间周二23点)左右,直播这项“重大突破”的正式宣布。这是一个被称为净能量增益或目标增益的里程碑,将有助于证明这一过程可以提供一种可靠的、丰富的化石燃料和传统核能的替代品。


地球上不管是风能、水能,还是石油天然气、煤炭等矿石能源,无论人类利用自然界中的哪一种能源,归根结底都是在利用太阳能,而太阳的能量则是来源于核聚变。我们知道的是,太阳存在了超过50亿年,它核聚变后的能量,依然源源不断地输送给“太阳系”,并由此诞生并养育了地球上所有的生命。


自从现代科技在上个世纪实现质的飞跃,尤其是核能的开发得到应用之后,人类这个伟大的动物群体,就梦想着造出“人造太阳”,让他像现实中天空中的那颗星球一样,有序地、源源不断给自己输送能量。


人造太阳是一个打比方的说法,实际上是人类想造出核聚变的能量输出源。


有人说,我们不是早就在利用核能了吗?原子弹、核电站、核动力舰艇......


没错,那是利用的核裂变。核能分为核裂变能与核聚变能,前者已经被人类加以利用,并如上述,在广泛使用。但是核裂变有个特点,裂变堆的核燃料蕴藏极为有限,不仅产生强大的辐射,伤害人体,放射性核废料的处理也一直是让人头疼的难题。说到这,你就明白日本福岛核电站的废水处理,为啥引发你如此特别的关注。


现在我们使用最多的核裂变燃料是铀。提起铀,你应该又想起来伊朗的离心机能力为啥如此被美国所关注,因为一个国家的离心机能力,是从矿石里分离金属铀的产能基础。


与核裂变相比,核聚变能,辐射极少,且核聚变燃料可以说是取之不尽,用之不竭。因为核聚变的原料来自氢的同位素氘(读dao)和氚(读chuan)。核聚变能,就是模仿太阳的原理,使两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核并释放能量。地球的海洋,给人类提供了无限的氘和氚。


实际上,人类已经使用了核聚变能。1952年,世界第一颗氢弹爆炸之后,人类制造核聚变反应成为现实。但那只是不可控制的瞬间爆炸,现在人们想控制这种最理想的能量源释放。


于是,可控核聚变,一直成为人类的一个梦想。可控核聚变,指的是在一定条件下,控制核聚变的速度和规模,以实现安全、持续、平稳的能量输出的核聚变反应。


可控核聚变能试验装置,实际上就是在磁容器中对氢的同位素氘和氚所发生的核聚变反应,进行控制。现在中美两国,都在这项实验上投入常人关注不到的资源,全力推进,甚至在紧密合作。


就在半个月前,中核集团核工业西南物理研究院宣布,全球最大“人造太阳”项目取得重大进展,国际热核聚变实验堆(ITER)增强热负荷第一壁已经完成首件制造,核心指标显著优于设计要求,具备批量制造条件。这标志着中国已经全面突破了“ITER增强热负荷第一壁”的关键技术。

这个ITER项目,则是中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国7方共同参与建造的全世界最大“人造太阳”,是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。


你再进一步展开想象。可控,再辅以“小型”,能量源源不断,等于耗之不竭。当某一天,一辆火车头,动力是一个小型可控核聚变装置;未来某一天,你驾驶的车辆,动力来自于一个发动机大小的小型核聚变装置......你出门从不考虑加油、充电、换电池的事......这世界会是个啥样?


所以,一直有人说:有一项技术,谁先掌握,未来谁就可能统治这个地球。


啥技术,小型可控核聚变。


这个定义不算夸张。至少,这项技术可能会超过蒸汽机、电力、信息技术的影响力,成为未来最有可能改变人类科技进程的“希望之光”。

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页面更新:2024-04-30

标签:核裂变   中美   原子核   聚变   核能   增益   美国   可控   能量   人类   领域   太阳   科技前沿

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