当“人造太阳”成为现实,地球将有用之不尽、取之不竭的资源,我们再也不用担心资源的枯竭,也不用担心环境问题,地球将成为我们永久的家园。而未来用这个技术改变人类的势必是中国!厉害了我的国!

作者:浮泩

作为中国人,这是一则振奋人心的消息!

就在刚刚,中华人民共和国中央人民政府官方网站发布消息称,我国“人造太阳”项目获得重大突破,首次实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦,在电子回旋与低杂波协同加热下,等离子体中心电子温度首次达到1亿度。

此次实验成果标志着中国未来聚变反应堆实验的运行迈出了关键一步。

什么是“人造太阳”?

随着科技日新月异的进步,人类的生活也在快速的改变着。但科技进步的同时,也伴随着一个严重的问题——资源枯竭。

我们都知道地球上有很多的不可再生资源,例如:煤、石油、天然气...如今这些不可再生资源都面临在枯竭的困境中。

如果有一天这些能源真的枯竭了,那么地球也将面临环境危机等一系列问题。届时,地球很有可能就此走向覆灭...

所以,当务之急人类必须要找到一种新能源来代替这些不可再生资源。只有这样,人类才能继续生活在地球上。

但新能源的发掘也给科学家们出了一个大难题,直到他们发现了一种叫做“托卡马克”的装置,才让科学家们再一次的看到了人类和地球的未来。

而这种“托卡马克”装置就被称为“人造太阳”。

简单来说,“托卡马克”装置就是在模仿太阳的基础条件上,让核聚变能够被人类所利用,从而实现太阳的功能,形成一个永久性的人工太阳,为人类提供一种永久性的且环保性的全新能源。届时,地球上将再无污染,碧水蓝天。

托卡马克的由来

实际上,说到“托卡马克”装置看过漫威电影《钢铁侠》的小伙伴们都不太陌生。钢铁侠的战衣之所以有源源不断的能源供给,就是因为钢铁侠的心脏位置处装有一个“托卡马克”装置,像一个磁线圈一样。如果把气体加热到上亿度,它就会发生聚变,可以像太阳一样发出巨大的能量。

说起“托卡马克”装置,就不得不提“氢弹之父”萨哈洛夫。

萨哈洛夫在1948年的时候成为了前苏联研究制造核武器的成员。在氢弹的整个研制过程中,他的思路起到了决定作用。

1953年8月12日苏联的第一枚氢弹试验成功。萨哈洛夫也因此被誉为——“苏联氢弹之父”。

氢弹研发成功后,前苏联和美、英等各国就秘密的投入到了可控核聚变的开发当中。但相对于氢弹的研究,这种可控核聚变的研究要难上几百倍,因为科学家们要像“钢铁侠”那样,将几亿摄氏度高温的聚变物质装入一个小容器里。

但经过几年的实验,科学家们想出了各种各样的方法,但最终还是没能完成这个研究。直到,萨哈洛夫再一次挺身而出,发明了一种“环形磁约束容器”才成功将几亿摄氏度高温的聚变物质装了进去。而这种“环形磁约束容器”就被命名为——托卡马克。

不久后,前苏联就研发出了“T-3托卡马克”装置,从而震惊了整个世界,各个国家也开始着手跟进这种叫做“托卡马克”的装置。

到了20世纪80年代,很多国家都掌握了“托卡马克”的技术。美国的TFTR、欧盟的JET、日本的JT60和苏联的T-15也获得了“四大金刚”的威名。托卡马克作为受控磁约束核聚变反应堆的科学可行性也得到初步验证。

但是,当时的托卡马克技术研发虽然出具成效,但仅仅能维持几秒钟的时间,要想将托卡马克运用在聚变电站上是远远不够的。

于是,科学家们继续投入了研究中。不久后,科学家们又发现将超导技术引入到托卡马克的线圈上,可以解决这一问题。于是,全新的超导托卡马克就诞生了,成为了核聚变研究历史上又一伟大的突破。

上世纪70年代末建造前苏联也制造出了世界上第一个超导托卡马克装置——T-7装置。法国和日本也相继研发出了自己的超导托卡马克装置。

中国的第一个超导托卡马克

自从前苏联研发出世界上第一个超导托卡马克T-7装置后,前苏联的超导托卡马克进入了飞跃时期。短短不到5年时间,前苏联就淘汰了超导托卡马克T-7装置,继而研发了T-15装置。

而在1990年的时候,前苏联将超导托卡马克T-7装置赠送给中国。至此,中国也开始了自己的超导托卡马克的研究之路。

经过俄罗斯专家的指导帮助,中科院等离子体对T-7进行了根本性的改造,大大提升了其研究性能,并将装置更名为HT-7。

至此,中国也成为了世界上继俄、法、日之后第四个拥有超导托卡马克的国家。

后来居上,中国研发全超导体托卡马克

虽然相比于前苏联、法国、日本,我国的超导托卡马克研发比较晚,但却做到了后来居上。

2008年,在我国科研人员的努力下,HT-7实现了长达400s的等离子体放电,成为了国际上同类装置中首例时间最长等离子体放电的装置。

2012年,我国的HT-7装置在全面完成预定科学技术目标的背景下,正式退役。我国也开启了自我研发超导体托卡马克之路。

2006年,世界上第一个全超导托卡马克EAST由中国成功建成。它的成功建设使中国一跃进入国际核聚变研究领域第一梯队。

EAST建成之后,运行情况良好,并连创佳绩。更于2012年创造了两项托卡马克运行世界纪录。

未来最先掌握可控核聚变技术的国家必然是中国!

那么“人造太阳”究竟有多厉害?我们先来看看核聚变的原理:

在超高温等离子体被约束在磁场中,维持可控核聚变发生的超高温条件,接着,少量的氘和氚被作为点火燃料注入至反应体中,发生核聚变反应。

核聚变反应生成氦核和中子,并放出聚变能。聚变能大部分被反应堆周围的导热装置吸收并进入能量转换和传输装置,转变为电能,少量的聚变能将继续在反应体中,维持核聚变反应的超高温状态。

此后,只需要持续的向反应体中供应氘,可控核聚变便可以一直持续下去,并源源不断地产生完全清洁的、高效的聚变能。

可控核聚变所需要的燃料氘大量存在于自然界的普通水中(所谓重水即是氘水,重水提取自普通水中),生成燃料氚的锂在自然界中也分布广泛。

核聚变反应不会产生有害放射性物质,不会造成环境污染,是人类最理想的能源形势。

此次我国首次实现了在加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦,在电子回旋与低杂波协同加热的条件下下,等离子体中心电子温度首次达到1亿度,可以说在聚变反应堆实验的运行迈出了最关键一步。

未来,可控核聚变终将成为现实,到那时,我们将拥有取之不尽,用之不竭的清洁能源。我们将再也不必担心化石能源枯竭问题,再也不用担心温室气体导致大气变暖问题,也不用担心目前核电的放射性问题,地球将永久成为我们美丽的家园!

几十年如一日,我国可控核聚变研究从未落后、从未停滞、不断超越,已经走到了国际可控核聚变研究的最前沿。

未来人类必将完全掌控可控核聚变,而从目前各国可控核聚变研究的进展来看,最先掌握可控核聚变技术的国家必然是中国。

厉害了,我的国!

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