自人類步入新世紀(jì)以來(lái),能源問(wèn)題一直是人類可持續(xù)發(fā)展的大問(wèn)題,但科技的發(fā)展告訴我們,解決這個(gè)問(wèn)題的方法一直存在,只是受制于現(xiàn)有科學(xué)技術(shù),無(wú)法將這種可持續(xù)高效清潔能源實(shí)現(xiàn)可控利用,這就是核能。 為了解決核能的持續(xù)可控,從美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置一直延續(xù)到如今的德國(guó)仿星器。可以肯定的是,要使瞬間釋放的巨大能量,控制的像細(xì)水長(zhǎng)流一樣并不是件容易事,成則拯救當(dāng)今能源困局,在此之前的每一次進(jìn)步,都凝聚著無(wú)數(shù)科學(xué)工作者的心血。說(shuō)到這里就必須的提一下德國(guó)的“螺旋石7-X”(W7-X)。該設(shè)備是全球最大的仿星器裝置,因?yàn)樵撛O(shè)備首次成功制造出氫等離子體。而在日前,美國(guó)能源部普林斯頓等離子體實(shí)驗(yàn)室,在最新一期的《核聚變》雜志上也發(fā)表了一篇論文,公布了他們?cè)谘邪l(fā)新一代核聚變?cè)O(shè)備的相關(guān)信息。而前不久普林斯頓等離子體實(shí)驗(yàn)室剛剛完成“美國(guó)國(guó)家球形托卡馬克實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目的升級(jí)。 說(shuō)到這里可能有很多人不了解什么是核聚變,這里解釋一下,核聚變是指質(zhì)量較小的原子,主要是指氘(dao)或氚(chuan),在超高溫、高壓的作用下,兩個(gè)原子核碰撞到一起,發(fā)生聚合作用,生成新的質(zhì)量較重的原子核,如氦。同時(shí),之前被原子核所束縛住的電子和中子,在這個(gè)過(guò)程中就被釋放出來(lái),這個(gè)釋放過(guò)程,就是能量的釋放,就是核聚變。由此可以看出,核聚變其實(shí)是核裂變相反的核反應(yīng)式,我們每天看到的太陽(yáng),其內(nèi)部就在連續(xù)不斷進(jìn)行著氫聚變成氦的過(guò)程。我們感受到的光和熱,就是由核聚變產(chǎn)生的,而且相比核裂變,核聚變幾乎不會(huì)帶來(lái)放射性污染等環(huán)境問(wèn)題,同時(shí)比核裂變所釋放的能量更大。 目前,美、英、法和中國(guó)等國(guó)家均在發(fā)展核聚變托卡馬克裝置,而仿星器的概念在上世紀(jì)50年代就已提出,德國(guó)科學(xué)家認(rèn)為仿星器更加穩(wěn)定,更可能是未來(lái)核聚變反應(yīng)堆的發(fā)展方向。我國(guó)對(duì)于核聚變的研究也從未間斷,位于合肥中國(guó)科學(xué)院等離子體所的“EAST”,在今年的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,成為世界首個(gè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束運(yùn)行,持續(xù)時(shí)間達(dá)到分鐘量級(jí)的核聚變托卡馬克裝置。值得一提的是“EAST”相比其它核聚變裝置,使用資金最少、投入運(yùn)行最早,這也標(biāo)志著我國(guó)的核聚能研究已然排在全球前列。 核聚能已經(jīng)在這一年內(nèi)從秒量級(jí)突破進(jìn)入到分鐘量級(jí),我們先不論未來(lái)哪種核聚變裝置更有優(yōu)勢(shì),只從全球科學(xué)家對(duì)核聚變的可控研究上看,作為未來(lái)潛力最大的新能源,看似離我們還很遙遠(yuǎn),其實(shí)已然盡在眼前 |
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