一项重大的科技突破!雾霾或将永远告别

综合自:瞭望智库、互联网热点、水木然、网络

14日一早,中国多地又被雾霾笼罩。

这些年,雾霾刺痛了全社会的神经,我们多希望雾霾可以晚点来,可以不来!

也许这个愿望可以早日实现了,因为,今天,雾霾的终结者终于现身了…

01

人造太阳”技术难题被攻克

就在昨天,央视传来了一个无比重大的消息,这是人类科技发展史上的里程碑式事件!

我国核聚变反应研究最具代表性的项目——大科学装置“人造太阳”,取得颠覆性的突破:

热功率超过10兆瓦;等离子体储能增加到300千焦;等离子体中心电子温度首次达到1亿度。

这些数据,不仅再次创造了世界记录;更意味着,中国已经具备了核聚变可控实际操作的基础。

消息一经公布,立刻震动了全世界!没想到,这个困扰着世界科技界的世纪难题,被中国率先攻克了。

02

什么是“人造太阳”

大家都知道太阳,但什么是人造太阳?看过钢铁侠的人都知道,钢铁侠里面有一个人造太阳叫托卡马克,像一个磁线圈一样。

如果把气体加热到上亿度,它就会发生聚变,可以像太阳一样发出巨大的能量。

如果是现实版的托卡马克的话,中国有两个人造太阳,一个在合肥,另一个在成都,分别叫合肥超环和中国的环流器1号。

▲“人造太阳”大科学装置

03

为什么要人造一个太阳?

上世纪三十年代初,核聚变原理就被科学家们提出,该原理简单却引人入胜。

想一想,两个自然界中随处可见的轻核结合在一起,就可以放出巨大的能量,而且还不产生任何污染物,这简直是人类理想的终极能源形势。

随着科技发展,科学家们认识到,氢的两种同位素,(dāo)和(chuān)之间的聚变反应,是最容易实现的聚变形势。

这种核聚变已经在太阳上存在了数十亿年,在原子弹研制成功不久,人类也实现了氘和氚之间的核聚变,这便是氢弹。

氢弹的诞生,让人们看到了核聚变的巨大破坏力!然而,核聚变产生巨大破坏力的同时,也带来取之不尽用的巨量能源。

也就是说,谁能掌控好核能源,谁有拥有新能源时代的话语权。

所以,在核裂变反应堆开始源源不断为人类提供核电时,科学家们就开始考虑研究核聚变反应堆,

并期望在不久的将来实现聚变反应堆发电,一劳永逸地解决人类的能源问题。

但是,可控核聚变发生的条件极为苛刻。要发生可控核聚变,必须将反应堆维持在上亿度的高温。

只有在此条件下,注入的氚和氘的布朗运动才会变得超级剧烈,或者说是狂暴,此时氘和氚的原子核才会碰撞在一起,发生核聚变,产生一个氦核和一个中子,同时放出巨大的能量。

不幸的是,迄今为止,人类发明的最耐热的材料,也只能忍受数万摄氏度的温度,在一亿度以上的高温面前,一切材料都只能俯首称臣。

于是,研究核聚变便归结为一个简单的问题:用什么东西约束住可控核聚变发生时的超高温物质?

磁场!这是科学家们异口同声的答案。利用磁场约束住上亿度的等离子体,让这团等离子体“悬浮”于磁场之中,这样,就不需要耐高温容器了。

在这团受约束的超高温等离子体中源源不断地注入氚和氘,人类就可以实现可控核聚变了!这个装置叫做托卡马克装置。

但是,从能源的需求来讲,中国比任何一个国家都需要能源。尽管我们相比来说很穷,但是我国几任国家领导人都觉得这件事中国人一定要做。

04

中国聚变之路

上世纪80年代中期,美苏关系缓和,美、苏、欧、日一商量,开始联合探索,这就是ITER计划(国际热核聚变实验堆)。

我们国内有战略眼光的科学家当然也不甘心我们国家被国际社会抛弃,一方面列入863计划自己搞,一方面申请加入ITER,结果屡次遭拒。

真是心疼那个时候的中国,像个没人搭理的灰姑娘,要钱没钱,要技术没技术,要人才没人才,而且还是社会主义意识形态。

ITER的实施方案1996年出炉,需要投入上百亿美元。作为最有钱的老大,美国一听原来要掏这么多钱,国会这一关很难过,索性于1998年宣布退出(几年后又返回)。

而俄罗斯不光经济濒临崩溃,更重要的是他本身是个石油输出大国,对这件事也不是太上心,掺和进来只是跟踪世界科技前沿。

并且这时候日本进入失去的十年,经济进入滞涨阶段,所以这下欧盟难办了。

与此形成鲜明对比的是,中国经济飞速发展,因此欧盟开始注意到东方这个新兴土豪。

中国的思路是一边申请加入ITER,一边摸着欧盟过河,自己紧锣密鼓地按照ITER的思路搞自己的托卡马克装置,其中最著名的就是EAST(东方超环)。

▲东方超环

东方超环第一次采用了非圆形垂直截面,在不增加环形直径的前提下增加了反应体的体积;

第一次采用了液氦无损耗的超导体系,实现了液氦这种昂贵冷却剂的高效利用;

同时还是世界上第一个拥有主动冷却结构的托卡马克装置。

东方超环在2007年建成启动后,一举成为可控核聚变国际合作项目(ITER)最重要和最先进的试验装置。

此后,各国科学家纷纷来我国开始科学试验。这也使得我国成为可控核聚变国际合作项目(ITER)的领导者。

东方超环是集我国五十多年可控核聚变研究之大成的装置,该装置自建成以来,就不断开创人类可控核聚变研究的新高度。

▲国际可控核聚变装置的非圆形垂直截面

2012年,东方超环获得了超过400秒的2000万摄氏度高参数偏滤器等离子体,获得了稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电。

这改写了国际上最长时间的高温偏滤器等离子体放电和最长时间的高约束等离子体放电的纪录。

这标志着我国可控核聚变已经代表了国际可控核聚变研究的最高成就。

05

廉价、高效、清洁的能源驱动

然而,就是这样一个惊动世界的壮举,却在国内反响平平,甚至还有很多人表示,搞一些劳民伤财的科技有什么用?达到一亿度运行,又有什么意义,对普通老百姓有什么好处?

如果你这样认为,那就大错特错了。此次,人造太阳的重大技术突破,将对中国14亿人民带来,难以想象的大利好。

要知道,核聚变物理反应的条件都极为苛刻,更不用说控制核聚变了!截止目前,有些发达国家的人造太阳装置,依旧不能达到平稳控制的条件。

然而今天,中国科学家用行动告诉了世界,中国人造太阳所达到的高度,已经无限接近聚变堆稳态运行模式所需要的全部物理条件。

由此可见,人类利用核聚变能源,不再是一个遥不可及的梦想!中国将率先成为世界上第一个大规模应用核聚变能源的国家,14亿中国人民将成为率先受益的群体。

未来,可控核聚变终将成为现实,到那时,我们将拥有取之不尽,用之不竭的清洁能源!

我们将再也不必担心化石能源枯竭问题,再也不用担心温室气体导致大气变暖问题,也不用担心目前核电的放射性问题。

几十年如一日,我国可控核聚变研究从未落后、从未停滞、不断超越,而从目前各国可控核聚变研究的进展来看,最先掌握可控核聚变技术的国家必然是中国。

中国自古以来就有一种时代紧迫感和使命感,中国的这种特点,用一句话形容那就是:一万年太久,只争朝夕。

在这种精神感召下,高温超导、量子信息、人工智能、受控核聚变必将会被中国人攻克,一个真正属于中国的时代即将到来。

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