核聚變有多重要?
從上世紀開始,各個國家就全心投入到核聚變的研究當中了。
重要到什麼程度呢?
風能重要吧!太陽能也很重要吧!但它遠超風能、太陽能以及其他能源,在某種程度上,核聚變稱得上是電力工業的「聖杯」,它清潔、低廉、安全,而且沒有限量。
中國工程物理研究院的彭先覺院士表示「聚變點火是當今世界科技皇冠上的一顆明珠」,但是要實現聚變點火太難了。
也就是說該技術的難點就在於核聚變點火,只有核裂變爆炸產生的能量才能夠達到核聚變發生反應的前提。
而就在近日,我國科學家表示:
中國距離核聚變發電還有6年左右的時間,而且國家已經開始建設全球最大的脈衝驅動器,預計在2028年左右可以發電。
可產出強度為5000萬安培的電流,這個強度是美國「Z機」的2.5倍。
「Z機」是美國新墨西哥州的桑迪亞國家實驗室里放置的一個裝置,被認為是可以找到解決世界能源短缺問題的答案。
它可產生35億度高溫或290太瓦的電量——相當於全球發電總量的80倍,主要用以研究熱核反應。
這意味著什麼?
可以從根本上解決能源危機的問題了嗎?
早在今年年初,我國全超導托卡馬克核聚變實驗裝置就實現了1056秒的長脈衝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。
而現在又迎來了如此巨大的驚喜,古人從來都沒有想過,竟然還可以登上月球,還可以「造一個太陽」,這種事情在以前想都不敢想,而現在卻在一一的實現它。
雖說我們造一個太陽是「難於上青天」,但是呢?它並非是不可以實現的。
到時中國將會在核能發電領域取得世界上最新的進展,而且作為少數擁有聚變技術的國家,將會給國家建設和國民生活提高,帶來不可忽視的重要推動作用。
事實上「Z機」是一種高能脈衝發送器,而我國計劃建造的是一台完整的可產出熱核能量的機器。
可以用來商業化發電的,具體來說它是一種包含了聚變和裂變反應堆結構的混合核能反應堆,叫做Z-FFR聚變堆。
什麼是Z-FFR聚變堆?
它被認為是我國獨創的一種核能聚變和裂變一體化反應堆。
其中有兩項重要關鍵技術是獨創——慣性約束聚變靶和次臨界能源堆。
Z-FFR,以裂變放能為主,聚變只佔總功率的5%左右,這就大大降低了聚變作為能源應用的要求。
對裂變堆而言,由於高能聚變中子的加入,通過巧妙的設計,可以更發揚其長處,改善甚至去除其缺點,使之成為一種優質能源。
Z-FFR主要包含3個部分:
Z-箍縮驅動器、聚變靶及爆室、次臨界能源堆。
所謂Z-箍縮,就是當電流流過柱形套筒導體時會產生角向磁場,該磁場作用於導體載流子,將產生指向柱中心軸的洛倫茲力,即壓力,並導致自箍縮效應。
在此,彭先覺院士表示:
「當電流達到數十兆安量級時,產生的磁壓力十分巨大,達百萬大氣壓以上,驅動套筒等離子體高速向心內爆,速度可達每秒數百公里,能為靶丸實現聚變創造良好的條件。利用Z-箍縮驅動實現聚變的優勢就在於驅動器技術相對簡單、造價低廉、能量充足且轉換效率高。」
並表示:2025年前是關鍵技術攻關階段,希望建成50兆安左右的驅動器以驗證聚變,力爭2035年左右進行工業應用演示。
一個國家擁有核聚變意味著什麼?
核聚變可以產生巨大的能量,甚至可以用「取之不盡,用之不竭」來形容。
就像太陽光一樣,太陽之所以可以持續燃燒100億年,利用的就是核聚變。
由此可知,掌握了核聚變技術,對於人類社會的發展、人類文明的進步得有多大的影響!
不僅如此,相對於核裂變來說,核聚變產生的輻射反而非常少,也不用擔心核廢料問題。
全世界都面臨著能源危機,最主要的原因就是人們過度依賴化石能源。
因此,開發新能源,對人類來說至關重要。