核聚变有多重要?
从上世纪开始,各个国家就全心投入到核聚变的研究当中了。
重要到什么程度呢?
风能重要吧!太阳能也很重要吧!但它远超风能、太阳能以及其他能源,在某种程度上,核聚变称得上是电力工业的“圣杯”,它清洁、低廉、安全,而且没有限量。
中国工程物理研究院的彭先觉院士表示“聚变点火是当今世界科技皇冠上的一颗明珠”,但是要实现聚变点火太难了。
也就是说该技术的难点就在于核聚变点火,只有核裂变爆炸产生的能量才能够达到核聚变发生反应的前提。
而就在近日,我国科学家表示:
中国距离核聚变发电还有6年左右的时间,而且国家已经开始建设全球最大的脉冲驱动器,预计在2028年左右可以发电。
可产出强度为5000万安培的电流,这个强度是美国“Z机”的2.5倍。
“Z机”是美国新墨西哥州的桑迪亚国家实验室里放置的一个装置,被认为是可以找到解决世界能源短缺问题的答案。
它可产生35亿度高温或290太瓦的电量——相当于全球发电总量的80倍,主要用以研究热核反应。
这意味着什么?
可以从根本上解决能源危机的问题了吗?
早在今年年初,我国全超导托卡马克核聚变实验装置就实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,再一次突破了世界记录,达到了全球领先的程度。
而现在又迎来了如此巨大的惊喜,古人从来都没有想过,竟然还可以登上月球,还可以“造一个太阳”,这种事情在以前想都不敢想,而现在却在一一的实现它。
虽说我们造一个太阳是“难于上青天”,但是呢?它并非是不可以实现的。
到时中国将会在核能发电领域取得世界上最新的进展,而且作为少数拥有聚变技术的国家,将会给国家建设和国民生活提高,带来不可忽视的重要推动作用。
事实上“Z机”是一种高能脉冲发送器,而我国计划建造的是一台完整的可产出热核能量的机器。
可以用来商业化发电的,具体来说它是一种包含了聚变和裂变反应堆结构的混合核能反应堆,叫做Z-FFR聚变堆。
什么是Z-FFR聚变堆?
它被认为是我国独创的一种核能聚变和裂变一体化反应堆。
其中有两项重要关键技术是独创——惯性约束聚变靶和次临界能源堆。
Z-FFR,以裂变放能为主,聚变只占总功率的5%左右,这就大大降低了聚变作为能源应用的要求。
对裂变堆而言,由于高能聚变中子的加入,通过巧妙的设计,可以更发扬其长处,改善甚至去除其缺点,使之成为一种优质能源。
Z-FFR主要包含3个部分:
Z-箍缩驱动器、聚变靶及爆室、次临界能源堆。
所谓Z-箍缩,就是当电流流过柱形套筒导体时会产生角向磁场,该磁场作用于导体载流子,将产生指向柱中心轴的洛伦兹力,即压力,并导致自箍缩效应。
在此,彭先觉院士表示:
“当电流达到数十兆安量级时,产生的磁压力十分巨大,达百万大气压以上,驱动套筒等离子体高速向心内爆,速度可达每秒数百公里,能为靶丸实现聚变创造良好的条件。利用Z-箍缩驱动实现聚变的优势就在于驱动器技术相对简单、造价低廉、能量充足且转换效率高。”
并表示:2025年前是关键技术攻关阶段,希望建成50兆安左右的驱动器以验证聚变,力争2035年左右进行工业应用演示。
一个国家拥有核聚变意味着什么?
核聚变可以产生巨大的能量,甚至可以用“取之不尽,用之不竭”来形容。
就像太阳光一样,太阳之所以可以持续燃烧100亿年,利用的就是核聚变。
由此可知,掌握了核聚变技术,对于人类社会的发展、人类文明的进步得有多大的影响!
不仅如此,相对于核裂变来说,核聚变产生的辐射反而非常少,也不用担心核废料问题。
全世界都面临着能源危机,最主要的原因就是人们过度依赖化石能源。
因此,开发新能源,对人类来说至关重要。