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人造太阳惊天问世 中国领导全球走向能源革命


相信很多朋友都被一部名叫流浪地球的国产硬科幻电影刷屏,该影片大年初一上线以来票房成绩一路势如破竹,几乎以一己之力撑起了2019整个贺岁档,并在海内外收获一致好评,当下排名跃居中国影史票房排名第二位。其优异成绩的背后除了比肩好莱坞的特效外,宏大的世界观与天马星空的想象力更是让人惊叹不已。

故事背景讲述的是在不久的将来太阳急速老化,地球将被太阳吞噬,为避免文明毁灭,人类倾尽所有在地球上建造了一万座行星发动机,将地球推离太阳系前往比邻星,从此这个诞生于太阳系的渺小族群踏上了2500年的流浪之旅。

电影中的行星发动机一台就可以产生150万亿吨的巨大推力,喷射出的高温等离子流可达5万公里之高。如此强大的发动机能源来自哪里呢?原著作者刘慈欣书中给出的解释是“重原子聚变技术”。那什么是重原子聚变技术呢?简单来说就是将石头中所具有的重元素拿来进行核聚变,最后通过核聚变反应释放出来巨大的能量供行星发动机使用。

说起核聚变大家应该都不会太陌生,我们的太阳每分每秒都在进行核聚变,洒向大地的温暖阳光其实也是核聚变释放出的光辐射。据估计太阳已经燃烧了50亿年的时间,未来还可以再持续聚变50亿年,从中可以看出核聚变所产生的能量是非常惊人的。一直以来全球的科学家不断的探索,试图将这项伟大的技术掌握在自己手里。经过数代科学家的不懈努力,人类终于做到的,所谓的氢弹就是利用核聚变把少量的物质转化成巨大的能量,一瞬间释放出足以毁灭世界的恐怖力量。虽然人类已经实现了核聚变反应,可是还远达不到完美驾驭的程度,这股能量很不稳定,以至于就连制霸地球的美国也无法长期安全的保存氢弹,核武库中存放的氢弹数量也及其稀少,只有在战时才会大量生产以威慑敌人。

因此发展可控核聚变技术就成了世界各国争相发力的尖端科技技术。想要产生核聚变只有两种途径,第一是需要如恒星般强大的引力,这一点在地球上几乎是不可能实现的。第二种则需要超高温加速原子的运动速度,使其原子核与其他原子不可不避免相撞,从来产生聚变反应。不过要想实现就必须将原子温度加热到上亿摄氏度,温度甚至要超过太阳核心的温度,可想而知持续稳定的产生核聚变是多么困难的技术。

行星发动机不再科幻

值得我们中国人骄傲的是,这足以推动全人类走向新文明纪元的技术在中国获得巨大突破!

近日,中央政府官方发布消息称,中国制造的核聚变“人造太阳”项目获得重大突破,人类历史上第一个完成加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦,在电子回旋与低杂波协同加热下,等离子体中心电子温度首次达到1亿度。并创造了101.2秒高约束模等离子体运行的世界纪录。

好了,说人话。中国的人造太阳计划简单来讲就是运用超导材料制造一个反应腔室,将从海水中提炼出的氘元素和氚元素加热至超高温使其原子运动速度加快到足以克服原子核之间的斥力从而产生聚变反应,并使用强磁场约束至反应炉中,从而达到稳定输出能量的效果。

虽然在中国之前美、俄等国均在实验室中实现核聚变反应,但遗憾的是稳定度极差,高约束下只能维持数秒的运行,原因在于聚变中的超高温等离子体温度可达5千万度以上,世界上没有任何一种材料可以承受住如此高的温度,用于约束等离子体的磁场也难以达到理想状态。而中国显然突破了当前人类核聚变反应的技术瓶颈,首次实现在堆芯温度1亿度的状态下,保持高约束101.2秒的傲人成绩,这为推动人类全面进入可控核聚变能源时代做出了巨大贡献。

新一轮能源革命已经近在眼前

可控核聚变一直以来都被誉为终极能源,用来做燃料的氘元素与氚元素可直接从海水中提炼,几乎是取之不尽用之不竭的,并且反应所需的条件十分苛刻,一旦出现事故反应堆聚变就会立即停止,因此也不存在核泄漏的风险。

回顾历史,蒸汽革命将英国送上日不落时代,柴油机革命使美国加冕为世界霸主。可控核聚变中国已然走到了世界前列,新一轮能源革命近在眼球,改变人类命运的接力棒现在传到了中国手中,下一个时代必将属于中国!

(作者:袁浩)



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