人类对于能源的需求是无止境的。而在当下,如果要谈终极能源,不会是地下的黑金石油,而是微观中的核能反应。人类目前已知的最大能源,是我们必不可缺的太阳,按照如今学术界的说法,它其实就是一个超大型的核聚变装置。太阳内部的原子核不断相撞结合,最终释放出巨大的高温和能量。但这样的反应是不太可控的,太阳有着难以想象的质量。向内的引力和原子向外爆炸的张力。达成了平衡。才实现了核聚变, 产生巨大能源。

而人类虽然发展出了核能,但只能让它爆照实现不了控制,因此研究核聚变装置是人类未来的主题方向。而中国就是目前最有希望建造终极能源的国家,但这样的成就并非一帆风顺。期间中国也经历过一穷二白的时期,一路走来十分不容易。

想要知道中国核聚变历史,就得谈到国际热核实验堆这个项目。可控核聚变的实质其实就是将,一团聚变后产生的等离子体。维持在一个范围内,使其释放巨大的能量,但这个过程需要超过1亿度的高温。地球却没有任何材料能够承载这样的高温。因此如何设计实验装置曾经困扰世界多年。

上个世纪50年代,美国是最早投入核聚变试验的国家。耗费大量资金建设仿星器、磁镜等装置。实施舍伍德工程后,最终都以失败告终,同时期的英国虽然也制造了zeta实验装置,但后面也证实该装置是失败的。核聚变发展进入停滞,一直到1958年,全球科学界在日内瓦召开了研讨会。苏联科学家萨哈罗夫提出了托卡马克的概念,这才奠定了实验装置的走向。

托卡马克装置其实就是一个利用磁约束来实现核聚变的环形容器。内部中空、外部缠绕线圈、通电的时候,托卡马克内部会产生巨大的螺旋型磁场。将里头的等离子体加热到很高的温度。以此来达到核聚变的目的。这样的方法是有效的,在苏联建造出该装置并试验成功后,美国随后按照经验制造了TFTR装置。欧共体制造了JET装置、日本制造的JT-60装置,但这些装置都不够大,不够满足人造太阳的规模。

因此在1985年,美国、苏联、欧共体和日本正式启动国际热核反应堆计划项目(ITER)。打算建造一个大型的核热反应堆。但项目实施得十分不顺。一直到1996年至少需要100亿美元的研究预算出炉后。庞大的经费,让美国宣布退群,因此项目也就进入了停滞。

也就是在这个时候,中国开始了自己的核聚变研究。中国其实一直都没有参与国际热核试验。没钱没技术没科学家,在核聚变领域十分薄弱的中国没人愿意带我们玩。一直到苏联解体后莫斯科库尔恰托夫研究所赠送给中国一台超导托克马克装置T-7,中国才开始了自己的核聚变研究。这是一台苏联早期的托克马克装置,苏联在T-7发明出来没两年后,T-15就制造出来了。因此T-7也就放在了仓库中吃灰,等到苏联解体后该装置也没有什么处理方案,最终才选择赠送给中国。当然我们也没白拿,人道回赠了2车的羽绒服后就收下这个装置。

这个装置放在当时其实已经是很久的装置,奈何中国一穷二白,这样的装置刚好适合中国,于是我们就开始鼓捣T-7装置。在1994年,以原来的基础上建成了HT-7超导装置,开始了核聚变研究,这个过程其实并不容易。毕竟当时装置的零件 中国都没有办法制造,还只能从俄罗斯进口,于是我们就下了非常多的功夫。

在研究该领域的理论时,同时培养起一批优秀的制造企业和科学家。而上下一心的中国是可怕的,通过几年的努力。在2007年 中国又建立了新的装置,那就是东方超环,这是一个中国自主创造托卡马克超导装置。目前已经获得过一兆安等离子电流试验和100秒1500万度偏滤器长脉冲等离子体等多项研究成功。这也让中国成为了全球核聚变领域的佼佼者,开始有资格参与国际的核热项目。

2002年,在欧盟 日本和俄罗斯的协商下,中国被邀请参与ITER项目。中国的加入让这个停滞的计划开始转动。之后,退出的美国宣布重新加入,韩国和印度也被先后拉了进来,能够参与进来其实都代表着身份的体现,至少在国际上都拥有着较高的地位,毕竟9%的试验费用,也不是谁都能承担得起的。

不过花费的多,很多国家就想从中赚取利益。从2006年起,因为国家的利益的扯皮,项目始终停滞不前。就比如确定装置的建设地点,日本和法国就一直争执不下,经过多年探讨,最终才确定建设在法国的卡达拉舍。但期间还是为了经济利益而谋皮不断。不得已,法国最终拉上了中国。在2019年,由中核集团牵头成立了中法联合体,由中国承担建设了该装置的试验队负责核心部件的生产与安装。而中国参与核心部件后,工程进度立马就提高了。

仅一年,今年5月中国完成了该装置的核心杜瓦底座的安装,同年7月,这个地球最大的核聚变工程 终于进入组装阶段,并预计在2025年建设完成并开始试验。

而ITER的进程缓慢,国际利益的不断扯皮,中国实在不愿意将鸡蛋放在一个篮子上。2017年中国宣布建设中国聚变工程实验堆(CFETR),在合肥正式启动工程设计,该计划在2021年 立项建设。2035年计划建成实验堆开始科学实验。2050年,聚变工程实验堆实验成功。建设核聚变商业示范堆,最终完成人类终极能源的应用。毫无疑问,核聚变试验的困难是超乎人们想象的。不过,中国在核聚变领域上的发展,已经从零发展到让很多国家望而项背。如果要说谁能够真的实现,人造太阳的梦想,那么中国一定是最有可能的那个。

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