發布時間:2025-10-26閱讀(2)
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太陽至今已經燃燒了四十多億年的時間,地球僅靠其億分之一的能量就孕育了世間萬物,而它之所以能夠源源不斷的向外界釋放巨大的能量,得益于內部一直進行的核聚變反應。
假如人類能夠取得這樣的能源途徑,核裂變只能說還是個弟弟。
目前常用的核裂變燃料為鈾原子,裂變發電的本質就是用熱中子轟擊鈾原子,隨后鈾原子會放出2到4個中子,這些放出來的中子再去撞擊其他鈾原子,那么掌握可控核聚變豈不是易如反掌嗎? 其實不然
核裂變和可控核聚變的難度可謂是乘法口訣到微積分,核裂變最重要的條件是合適的壓力,目前大多數國家都有能力做到,而可控核聚變除了要求更高的壓力,還要有更高的溫度。 更高到底有多高?
上面我們說到過,太陽即是靠著可控核聚變源源不斷地產出能量,所以更高的溫度和壓力要和太陽內部相當,我國全超導托卡馬克核聚變實驗裝置就實現了1056秒的長脈沖高參數等離子體運行,再一次突破了世界記錄,達到了全球領先的程度,就在九月初,我國工程院院士,新型氫彈武器的主要設計者之一彭先覺院士稱
“核聚變發電距離我們只有六年時間了”這里的六年不是指六年后就可以有成熟的核聚變發電技術并投入商用,而是六年后建設世界上最大的脈沖驅動器,即核聚變發電站,這無疑是一次里程碑式的革新。
不過本次要建成的核聚變發電站并非100%運用核聚變發電,而是采用了核聚變與核裂變相混合的模式,即先讓核燃料進行小型的可控聚變,等待中子能量提升后,再讓它們轟擊原子開始裂變,整個過程將在名為Z-FFR的混合聚變堆進行。
與傳統的核裂變發電站相比,混合模式不僅提高的核能的運用率,還提高了安全性,假如混合聚變堆出現了失控,只要切斷聚變的高溫和高壓就能立刻終止整個反應堆,不會像核裂變那樣失控爆炸。 之所以沒有采用全部核聚變的方式,則是因為目前人類還沒有能夠100%支持核聚變發電的點火技術。
前面我們提到,核聚變需要超高溫與超高壓支持,并且要在聚變過程中持續下去,這樣就需要一個相應的點火裝置,就像發動機的火花塞一樣,能夠時刻支撐反應過程。
而當下只有激光點火和磁約束等離子體核聚變兩種點火裝置,前者通過高頻脈沖的輸出點燃核聚變燃料,需要極高的電容支撐,但人類還沒有能力產出如此大的電容器,后者通過磁場對核聚變進行控制,我國取得的相應成果也在這方面,雖然一直在進步,但技術成熟直至實際運用還遙遙無期。
不過人類并非一下子就擁有了飛向太空的能力,我們也不能操之過急,要求一步登天掌握創造太陽的技術,只要一直在前進,離目的地就會更近一點,終有一天能夠完全掌控核聚變技術,徹底實現人類的能源解放。 |
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