自人类步入新世纪以来,能源问题一直是人类可持续发展的大问题,但科技的发展告诉我们,解决这个问题的方法一直存在,只是受制于现有科学技术,无法将这种可持续高效清洁能源实现可控利用,这就是核能。
为了解决核能的持续可控,从美国国家点火装置一直延续到如今的德国仿星器。可以肯定的是,要使瞬间释放的巨大能量,控制的像细水长流一样并不是件容易事,成则拯救当今能源困局,在此之前的每一次进步,都凝聚着无数科学工作者的心血。说到这里就必须的提一下德国的“螺旋石7-X”(W7-X)。该设备是全球最大的仿星器装置,因为该设备首次成功制造出氢等离子体。而在日前,美国能源部普林斯顿等离子体实验室,在最新一期的《核聚变》杂志上也发表了一篇论文,公布了他们在研发新一代核聚变设备的相关信息。而前不久普林斯顿等离子体实验室刚刚完成“美国国家球形托卡马克实验”项目的升级。
说到这里可能有很多人不了解什么是核聚变,这里解释一下,核聚变是指质量较小的原子,主要是指氘(dao)或氚(chuan),在超高温、高压的作用下,两个原子核碰撞到一起,发生聚合作用,生成新的质量较重的原子核,如氦。同时,之前被原子核所束缚住的电子和中子,在这个过程中就被释放出来,这个释放过程,就是能量的释放,就是核聚变。由此可以看出,核聚变其实是核裂变相反的核反应式,我们每天看到的太阳,其内部就在连续不断进行着氢聚变成氦的过程。我们感受到的光和热,就是由核聚变产生的,而且相比核裂变,核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题,同时比核裂变所释放的能量更大。
目前,美、英、法和中国等国家均在发展核聚变托卡马克装置,而仿星器的概念在上世纪50年代就已提出,德国科学家认为仿星器更加稳定,更可能是未来核聚变反应堆的发展方向。我国对于核聚变的研究也从未间断,位于合肥中国科学院等离子体所的“EAST”,在今年的科学实验中,成为世界首个实现稳态高约束运行,持续时间达到分钟量级的核聚变托卡马克装置。值得一提的是“EAST”相比其它核聚变装置,使用资金最少、投入运行最早,这也标志着我国的核聚能研究已然排在全球前列。
核聚能已经在这一年内从秒量级突破进入到分钟量级,我们先不论未来哪种核聚变装置更有优势,只从全球科学家对核聚变的可控研究上看,作为未来潜力最大的新能源,看似离我们还很遥远,其实已然尽在眼前
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