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太阳是最大的能源,以核聚变为媒介,将氢变成氦,从来都是人类向往已久的神秘能量来源,而地球上也只有太阳能量的10万分之一,便能为全人类提供一年的用电量。
无疑,如果可以在地球上实现可控核聚变技术,这样的能源来源无疑会让全球能源问题得到彻底解决,而在种种限制下,人类科技终于取得了突破,在我国合肥科学岛上的托卡马克装置,科学家们当前已经可以稳定维持高达1.2亿摄氏度的等离子体温度长达100秒。
这样的成果无疑引领了全球可控核聚变的最前线,那么这样的成果究竟能为我们带来何种改变呢?这样的装置究竟能否真正为我们实现可控核聚变技术呢?我们又可以在何时,从这样的装置上,看到真正的可控核聚变能源呢?
01、从托卡马克装置看核聚变技术。
核聚变,以氢为基础的聚变技术,是海潮翻滚的能量,也是冬日暖阳的能量来源,如果可以完全控制这样的技术,人类将能够摆脱对石油等化石能源的依赖,无疑可控核聚变的技术将会是人类最梦幻的能源来源,也让目标也是最为清晰,那就是要在地球上完成一种稳定可控的核聚变装置。
而在核聚变技术的殿堂中,托卡马克装置从诞生之日起,便成为了科学家们最为重要的研究方向,从1958年诞生的第一台托卡马克装置T-1,已经有61年的历史了,而我国也在2006年,建成了全球最大的托卡马克装置,东方超环。
也正是因为如此,我国科学家们也在全球可控核聚变的领域中走在了最前列,不过与此同时,科学家们也逐渐意识到了,要在地球上实现可控核聚变技术,需要突破很多的技术难题,也就是为什么即便我们在2018年就已经成功实现了可以稳定维持1.2亿摄氏度的等离子体温度的技术突破,但是要在真正的商业中应用这样的技术,至少要再等上15年时间的原因。
而在这15年之内,人类也需要努力解决很多的技术难题,也需要不断挑战很多的技术极限,只有这样,才能在2035年左右,为人类带来真正商用的可控核聚变技术。
02、太阳核聚变的奥秘。
太古时期,人类便发现了太阳可以用来晒干的功能,可以让植物生长的功能,而在大宝剑之前,人类很多情况下都认为,太阳的能量来源是不会耗尽的,那是因为太阳能。
但是,随着我们对太阳的了解越来越多,人类也渐渐发现,太阳也有燃料枯竭的一天,那么人们自然也会想到,如果太阳能用核聚变来释放能量,那么能不能在地球上实现一种与太阳一样的核聚变技术呢?
这样的问题也让顾此一瞥的科学家们,在20世纪初便已经开始了核聚变技术的研究,这项技术被认为是人类摆脱化石能源的最后一个救命稻草,不过,这项技术也是科技界最为艰巨的任务之一,也是人类对科技极限的不断挑战。
因为即便是核聚变,也分很多种,而其中最理想的就是氢原子核聚变,当两个质子聚变在一起的时候,会产生一个中子,通过这样的过程,也会释放3.27MeV的能量,也就是说,放入1kg的氢核聚变材料,就可以释放出1.5亿千瓦时的电能,也正是因为如此,人们对氢核聚变产生了浓厚的兴趣。
因为课上,核聚变技术不会产生放射性污染,也不会产生大气层等问题,而氢又是宇宙中最为丰富的元素,所以人类的可控核聚变技术一直被寄予厚望,但与此同时,氢核聚变的条件也是相当苛刻的,就拿太阳能来说,如果没有这种特殊的温度和压力条件,就无法实现长效且稳定的核聚变过程。
虽然太阳很大,但它能够持续聚变的时间,也是有限的,根据科学家们的计算,太阳一共可以持续聚变大约100亿年,而到现在为止,太阳也已经聚变了50亿年的时间,所以说,太阳还有50亿年的寿命,但是,有人也提出了这么一个疑问,那就是为什么太阳不会像氢弹一样在瞬间内爆炸呢?
这是因为太阳这么大,它会产生自己的引力,虽然太阳的核心高温高压的环境非常的极端,但它还是不够让核聚变过程变得稳定,所以太阳也不会像氢弹一样在瞬间内爆炸。
可惜的是,地球上没有太阳这么大,我们也没法在地球上创造出跟太阳核心一样极端的条件,这就导致我们目前还无法实现可控核聚变技术,不过,科学家还是很乐观的认为,只要我们不断努力,那么地球上就一定能够实现一种与太阳相媲美的核聚变技术。
03、人造太阳的未来。
如果可以在地球上实现可控核聚变技术,那么无疑会是人类科技史上巨大的一笔财富,也无疑将会改变全人类的面貌,目前全球上空还有着无数不为人知的奥秘,也还有着数不清的未知星球等待我们探索,也有着无法想象的资源等待我们采集,也正是因为如此,人类的航天技术一直备受瞩目,在未来的航天探索中,可控核聚变技术也将会有着举足轻重的地位。
因为只有摆脱化学动力的束缚,那么我们的航天器才能够长时间飞行,才能够携带更多的资源前往更远的地方,而可控核聚变技术,就是航天技术的重要组成部分,因为这样的技术可以为我们带来巨大的能量,也可以让我们的航天器开到更远的地方。
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快照生成时间:2024-06-19 15:45:10
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