中国人翘首以盼的“人造太阳”取得重大进展,刷新了纪录。从该项目技术角度,与应用方向分析,此次进展会给我国带来哪些优势?美国也有“人造太阳”项目,随着中国技术取得重大突破,中美之间在该领域的研发成就对比如何?
“人造太阳”刷新纪录
【资料图】
据中核集团消息,中国环流三号成功刷新纪录,实现了在100万安培等离子体电流下的高约束模式运行。一方面,中国环流三号是我国新一代“人造太阳”,意味着我国距离完全掌握“人造太阳”技术,又迈进了一大步。另一方面,此次纪录刷新,意味着我国成功突破了包括高功率加热系统注入耦合等在内的多项关键难点。
(中国人造太阳)
因此,此次突破被视为中国核聚变能开发技术的重要一步,也是里程碑式的成就。这项技术到底能带来什么?
可控核聚变技术能将氢原子核聚变成氦原子核,在宇宙中,恒星也在周而复始的进行这一反应,在过程中可产生大量能量。而科学家希望能够模仿出与太阳同等的高能量,因此,有了“人造太阳”项目。需要指出的是,与传统的核裂变不同,核聚变更像是一场高效的、清洁的能源革命。
核裂变虽然也可以释放巨大的能量,但其过程中会产生大量的放射性废物和温室气体,对环境造成长期的不利影响,还可能引发核泄漏等严重安全问题。福岛核电站泄漏事故,引发的危害如今已经蔓延到了全球海洋。相比之下,可控核聚变则更加清洁低碳,安全高效,几乎不会产生废料和温室气体,因此被不少科学家们视为“未来能源”。
(中国人造太阳)
而且,核聚变能除了能源清洁之外,还有一个非常显著的优势,才能引得中美日俄等多国竞相研究。就是其必须的反应燃料氢元素,获取方式便捷,并且丰度高。我们靠海水和锂中提取出来的氢元素就能为人类供给数百万年的能源。也就是说,只要能解决技术难题,实现核聚变的有效控制,就意味着拥有了近乎无限量的清洁能源。
从国际战略角度看,这项技术改变了以往资源匮乏导致的能源争夺问题,在某种程度上,实现了核聚变技术的国家将无需再为石油、天然气等传统能源产生依赖,极大地提升了国家的能源安全,强化了国家的经济保障基础。这也可以解释为什么很多强大的国家都在争相研究核聚变技术。
(核电站使用核裂变技术)
中美技术对比
早在70年前,美国就开始了核聚变反应堆工程研究,目前中美技术有哪些差距?美国的研究道路并不顺利,在代号“舍伍德”的研究项目开始前,当时该项目的负责人对核聚变发电站提出的设想是,最多10年之后,核聚变发电站就会让能源变得廉价。还有一位美国专家提出,可控核聚变能够让全世界的能源过剩,每个人都能享受到极高的生活水平。
结果,项目一开始就遇到了难点,最后项目负责人黯然卸任。而此时,我国关于可控核聚变的研究,才刚刚开头。到1984年,“中国环流器一号”成功启动,虽然,当时“中国环流器一号”的性能在全世界与国际第一梯队的美国等国有不小的差距,但解决了我国相关经验技术成果从0到1的问题,基于这一技术进展,我国在相关领域的发展速度迅速加快。
(中国人造太阳工作人员)
在这个过程中,美国又走了过去的老路,由于美国的政治环境,可控核聚变研究也不可避免的被政治化,最终沦为了政治牺牲品,由此引发的后果就是研究暂停、已研究建成的装置废弃、专业人才短缺。到如今,我国已经成功实现了弯道超车,“人造太阳”项目一次又一次完成技术突破。自从我国率先造出“人造太阳”,在这一技术领域,我国就成功进入了第一梯队。
并且,我国“人造太阳”还成功提取700万摄氏度能量,持续1056秒,打破了世界纪录。在今年,中国“人造太阳”再创纪录,实现 403 秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行。结合此次的最新突破,不难看出,我国距离无限清洁能源,越来越近了。事实上,中国技术后来居上超越美国,这早已不是一个新鲜话题。由于美国在该领域长期的无成果,此前美国宣布有重大突破时,外界第一反应居然是:美国又要割韭菜了。
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