“人造太阳”又进一步,可控核聚变技术再获突破!


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“人造太阳”又进一步,可控核聚变技术再获突破!


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“人造太阳”又进一步,可控核聚变技术再获突破!


很多看过《钢铁侠》、《复仇者联盟》等一系列美剧的小伙伴 , 都对 高帅富 托尼斯塔克 可以上天入地、还能狂揍外星人的装甲记忆颇深 。 其实 , 这套装甲的动力来源便是胸口发光的小型可控核聚变反应堆 。

众所周知 , 原子弹是核裂变 , 经过实战检验 , 爆炸释放出巨大的能量 , 足以将一座城市夷为平地 。 而作为核聚变的
氢弹 , 威力更上一层楼!科学家计算表明:等质量的氘—氚聚变释放的能量是铀裂变的4倍!
核物理学家表示:1kg 铀 可供利用的能量 = 燃烧2500吨优质煤产生的能量!因此 , 人类开启了和平利用核能之旅 。 比如 , 只需少量核燃料 , 便可产生大量电能的核电站;能够维持在远洋航行数年而不需要加注燃料的核动力航母等 。

但 , 这些核反应 , 都是采用的核裂变 。 对于释放能量更高的核聚变 , 人类研究一直处于比较滞后的阶段 , 但 , 在2022年2月9日 , 欧洲核聚变研发创新联盟、英国原子能管理局、国际热核聚变实验堆计划三家科研机构联合宣布:
2021年12月21日 , 全球规模最大的核聚变反应堆——欧洲联合环状反应堆(JET )取得了核聚变技术的突破性进展 , 刷新了实现可控核聚变能量的新纪录!

欧洲联合环(JET)中 , 将氢的同位素氘和氚加热到了 1.5 亿摄氏度并稳定保持了 5 秒钟时间 。 与此同时 , 核聚变反应发生 , 原子核融合在了一起 , 释放出59 兆焦耳(MJ)的能量 。
据研究小组介绍:反应堆在连续5s内产生了59兆焦耳的能量 。 据测算称 , 这相当于11兆瓦电力能够为一个普通家庭提供一天的电力 。 据了解 , 这打破了该装置在1997年创下的22兆焦耳核聚变能量的记录 , 同时也创造了新的世界纪录 。

众所周知 , 太阳是最典型的核聚变反应 , 无时不刻都在发出光与热 。 其所释放的能量之大 , 令人叹为观止 。 长久以来 , 科学家一直在尝试 , 实现可控的核聚变 , 来为人类更好地利用核能 。
这一次 , 科研人员表示:欧洲联合环形加速器(JET)已经开展关键核聚变实验 。 为素有“人造太阳”之称的国际热核聚变实验堆(ITER)即将投入地试运行进行铺路实验 。

ITER的目的 , 就是建设就致力于产生大规模可控核聚变反应 。 据ITER首席科学家蒂姆介绍 , JET和ITER都位于英国牛津附近的卡勒姆聚变能中心 , 二者运行原理类似:使用极端磁场将等离子体限制在一个环中 , 对其加热直至发生融合 。
这一次的关键实验将尽可能模拟这一超大核反应堆中可能出现的情况 , 帮助科学家设置更精确地运行操作 , 并提前预演一切出现的情况 。

介绍了欧洲可控核聚变技术 , 回看国内 , 我们的可控核聚变技术发展如何呢?尽管可控核聚变技术 , 和其使用的托卡马克装置是国外最先发明 , 但我们已经实现了后发先至 , 目前水平处于国际领先的第一梯队 。
2016年2月 , 安徽合肥的全超导托卡马克物理实验室 , 就已经实现电子温度达到5000万℃持续时间最长的等离子体放电 。
2021年5月 , 全超导托卡马克核聚变实验装置创造了可重复的 1.2亿℃的高温 , 并且续了101秒 , 同时还实现了1.6亿℃持续20秒的运行 。
2021年12月 , 我国的全超导托卡马克核聚变实验装置又实现了7000万℃高温下 1056秒的长脉冲高参数等离子体运行 , 打破了我国自己保持的世界纪录 。 这一系列骄人的成绩 , 都在标志着 , 我国的可控核聚变研究上处于世界领先水平 。

中科院的核物理学专家表示 , 发展可控核聚变技术意义深远 。 核聚变产生的能源具有资源丰富、无碳排放 , 清洁安全等优点 , 会是下一个时代 , 人类利用最为方便 , 高效的清洁能源 。
目前 , 人类最大的困扰 , 就是能源问题 。 化石能源产生的污染太过严重 , 未来 , 如果可控核聚变真的投入商业化 , 其带来的清洁能源将会解决排放污染问题 。

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