今天,一條振奮國(guó)人的消息傳來(lái),我國(guó)中科院等離子體所發(fā)布了自己的一條消息引起大眾的熱追,眾所周知的我們一直在研究的人造太陽(yáng),今天已經(jīng)取得了重大的突破,等離子體中心電子溫度首次達(dá)到了1億度這個(gè)預(yù)定中高遠(yuǎn)的目標(biāo),同時(shí)加熱功率已經(jīng)超過(guò)10兆瓦,等離子體的儲(chǔ)能增加到300千焦;在人造太陽(yáng)的指數(shù)研究目標(biāo)中,這些參數(shù),都不是終極計(jì)劃和目標(biāo),今天我們就來(lái)了解一下這個(gè)令人振奮的人造太陽(yáng)。
這個(gè)人造太陽(yáng),并不是說(shuō)我們需要第二個(gè)太陽(yáng),需要陽(yáng)關(guān)和溫度,而是需要能源;眾所周知,世界上的能源在這些年尤其發(fā)展速度加劇的情況下,能源儲(chǔ)備資源不斷減少,甚至兩極的冰川都在開(kāi)始消融,極端蘊(yùn)含的能源或者著潛在風(fēng)險(xiǎn)增加暴露幾率的情況下,人們開(kāi)始意識(shí)到,能源的重要性;而太陽(yáng)能給予我們的能源是可控而穩(wěn)定并且可以預(yù)見(jiàn)的,在沒(méi)有更多外太空新的能源補(bǔ)充條件下,我們唯一能做的,就是開(kāi)發(fā)出自己的能源發(fā)動(dòng)裝置。
準(zhǔn)確意義上將,人造太陽(yáng)就是核聚變,或者熱核聚變?cè)囼?yàn)堆,也就是ITER計(jì)劃;這個(gè)計(jì)劃發(fā)起于1985年,冷戰(zhàn)結(jié)束之后,當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)戈?duì)柊蛦谭蚝兔绹?guó)里根總統(tǒng)一起提出了一個(gè)倡議,希望借助冷戰(zhàn)結(jié)束的標(biāo)志,同時(shí)具有遠(yuǎn)見(jiàn)的能源預(yù)測(cè)提出了這個(gè)計(jì)劃;當(dāng)時(shí)參與計(jì)劃的是蘇聯(lián)、美國(guó)、日本及歐盟部分國(guó)家,當(dāng)時(shí)的計(jì)劃是由多國(guó)一起建造一個(gè)可以自持燃燒的托可馬克核聚變實(shí)驗(yàn)堆,以此對(duì)進(jìn)來(lái)聚變示范堆及商用聚變堆的物理和工程問(wèn)題能做更加深入探索,同時(shí)希望用這個(gè)設(shè)備為將來(lái)的能源利用做出更大的資源。
想象一下85年,當(dāng)時(shí)全球的科技發(fā)展程度都比較低,技術(shù)和今天更是不可同日而已,加之預(yù)計(jì)總投資高達(dá)上百億美元,雖然當(dāng)時(shí)目標(biāo)高遠(yuǎn)但是項(xiàng)目并沒(méi)有取得進(jìn)展,于是13年之后的98年,美國(guó)以國(guó)內(nèi)需求為由推出了這個(gè)計(jì)劃;幸好的是,俄、日、歐三方并未放棄,而是在當(dāng)時(shí)有限的資金資源和技術(shù)條件之下,一直在堅(jiān)持這個(gè)項(xiàng)目;不久之后,俄、日、歐三方修改了舊的設(shè)計(jì)思路,新的工程設(shè)計(jì)也就是EDA順利得以出臺(tái),并且測(cè)試和審查都取得了成功。
可是方案成功之后,三方覺(jué)得如果要完成項(xiàng)目,少不了中國(guó)和美國(guó)的技術(shù)和資金啊,更何況,這個(gè)項(xiàng)目涉及到的是全球能源共生共榮的問(wèn)題,覺(jué)得應(yīng)該把有相關(guān)核能力技術(shù)和人口最多的幾個(gè)國(guó)家拉進(jìn)來(lái)才對(duì),這樣才能將這個(gè)關(guān)乎全球生存的大事辦好;于是,相繼聯(lián)合中國(guó)(人多、技術(shù)好)、美國(guó)(技術(shù)好,錢(qián)多)、韓國(guó)(技術(shù)好,美國(guó)同盟)、印度(人多)這四個(gè)國(guó)家,由于涉及太過(guò)龐大的技術(shù)和資金,拉拉扯扯多年之后在2006年,一共7個(gè)國(guó)家或同盟總算是達(dá)成了一致,共同合作一起研發(fā)和投入。
技術(shù)中心一致同意建立在法國(guó),總投資50億美金,其中46%由歐盟出資,其余6國(guó)各自承擔(dān)9%;這個(gè)人造太陽(yáng)實(shí)際上是一個(gè)建筑體,裝置的最中心是一個(gè)高溫氘氚等離子體環(huán),也就是一個(gè)環(huán)向超導(dǎo)磁體,理解成我們知道的磁場(chǎng)類(lèi)似反應(yīng)吧,產(chǎn)生環(huán)向的磁場(chǎng),這也是整個(gè)計(jì)劃中最核心的部分,里面有15兆安的等離子體電流(核聚變反應(yīng)功率可達(dá)50萬(wàn)千瓦,每秒釋放高能中子多達(dá)1020個(gè)),體環(huán)之外是一個(gè)屏蔽包防護(hù),主要用來(lái)吸收核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的中子元素;在這個(gè)屏蔽包外,是一個(gè)真空室,就像我們的保溫杯原理類(lèi)似,主要也是保護(hù)作用,在真空室下側(cè)有通道專(zhuān)門(mén)用來(lái)排放散留在真空中的廢氣。
上面是全球協(xié)作的項(xiàng)目,同時(shí)我們國(guó)家自主也做了一個(gè),在功能和原理上類(lèi)似,地點(diǎn)位于合肥;而我們今天獲悉的好消息,就是來(lái)源于中科院在合肥的這個(gè)人造太陽(yáng);普及一下,所謂的一億度,也即使將氘、氚的等離子體瞬間加熱至1億攝氏度,并連續(xù)持續(xù)1000秒穩(wěn)定;這個(gè)項(xiàng)目一旦成功,我們將來(lái)的用電等,就兼職沒(méi)有任何問(wèn)題并且沒(méi)有污染;一個(gè)比方,我們只需要提取100公斤重水,也就是D2O(氘和氧的合成,普通的水是H2O),那么這100公斤的重水,在人造太陽(yáng)的核聚變反應(yīng)下,就可以解決全國(guó)一年的所有用電資源。
科技日新月異,人類(lèi)進(jìn)步的步伐也勢(shì)必不可阻擋;這次公布的一億度我們還不知道穩(wěn)定時(shí)間是多長(zhǎng),但是我們相信,1000秒這個(gè)時(shí)間的成功只是時(shí)間的問(wèn)題,也許就在不愿的將來(lái);到時(shí)伴隨我們的,必將是另外一個(gè)暫行的局面,大家拭目以待。