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综述可控核聚变,这个词可能听起来有点儿玄乎,但说白了,就是模仿太阳发光发热的方式,搞出一种清洁又无限的能源。简单来说,太阳之所以能够持续发光发热,靠的就是核聚变。
几十年来,科学家们一直在努力,把这种现象搬到地球上来,想搞出一种既不污染环境,又能满足我们所有用电需求的能源。你说说,这听起来是不是有点儿科幻片的意思?可实际上,这事儿已经从科幻片里走出来了。
35亿美元,可控核聚变点火终于成功!这个点火实验,是美国和欧洲几个最顶尖的实验室合作的成果。核聚变的点火,其实就是让两个氢原子核在超高温、超高压的条件下撞到一起,产生一个新的原子核,同时释放出巨大的能量。
而地球上咱还没法儿直接搞这么高的温度,所以得用各种办法来模拟这个过程。这个办法就叫做“激光惯性约束聚变”
原理就是用超强激光器发射出几百束激光,把这些激光集中到一个小小的氢燃料球上。这个球小到什么程度?大概也就一颗豌豆那么大。
别小看这小球,里面可是装着高能量的氘(Deuterium)和氚(Tritium),这两种物质是核聚变的理想燃料。
实验开始后,激光器瞬间发射出高达192束激光,这些激光一齐聚焦在那个小小的燃料球上,把它加热到上亿度的高温。
在这个温度下,氘和氚的原子核开始高速运动,最终撞到一起,引发了核聚变反应。科学家成功运用这一瞬间的能量输出烧开了几壶水。
“烧水”背后的科学与技术一听到“烧水”,很多人一听就乐了,觉得这么高级的实验花了35亿美元,最后搞出来的能量竟然只是烧了几壶水,实在是太不值当了。
可咱们得换个角度来看,这次实验的目标,科学家们并不是为了立马就能发电,而是为了证明核聚变能被人类控制,也就是“可控”。
核聚变这玩意儿可不容易搞定,自然界中只有太阳这种巨大的天体,才能自然发生核聚变。
人类要想在地球上复制这一过程,难度可想而知。所以,这次实验虽然只产生了少量能量,但意义却重大,因为它证明了激光点火这一途径是可行的。这就像我们在黑暗中摸索前行,突然看见了一线曙光,虽然还没到终点,但至少方向对了。
为了达到这个点火效果,科学家们可真是绞尽脑汁,光是激光器的设计和调校,就花费了好几年的时间。每一束激光的强度、时间、角度,都要精确到纳秒级别,这种精度比你眨眼的时间还要短上百万倍。
这就像是原始人第一次学会了钻木取火,我们第一次学会了控制核聚变,这对未来的清洁能源开发来说,意义非凡。
清洁能源的未来:乐观与现实之间核聚变一旦实现商业化应用,全球的能源格局将会发生翻天覆地的变化。那些靠卖油发财的国家日子恐怕不好过了。过去谁掌握了石油,谁就能在国际上呼风唤雨,可要是核聚变能普及,石油的地位将被彻底动摇。
别的不说,咱们中国可是个能源消耗大户,每年花在进口石油上的钱可不少。如果未来能用上核聚变能源,不仅省下了这些钱,还能大幅度降低对外能源的依赖,真正实现能源自主。想想看,这对国家安全和经济发展的影响有多大。
再说对环境的影响。地球现在被人类折腾得够呛,气候变化、污染问题层出不穷。谁不盼着有朝一日,咱们能摆脱那些污染严重的传统能源呢?
核聚变这玩意儿基本上就是终极能源了。它不仅不会像煤炭、石油那样烧完了就没了,而且燃料取之不尽,用之不竭。打个比方,海水里含有大量的氘,只要能掌握核聚变技术,那基本上咱们就可以源源不断地从海水里提取能源了。
而且,核聚变几乎不产生二氧化碳,更不会有那些核电站常见的放射性废料,环保得不能再环保了。这要是真搞成功了,咱们再也不用担心雾霾天、沙尘暴这些个破事儿了,地球也有救了。
不过,现实总是比理想骨感。现在的核聚变技术还远远达不到商业化的程度。咱们前面提到的那次实验,虽然是个突破,但你要真想用这玩意儿给全世界供电,可能还得再等个几十年。
这不是开玩笑,目前核聚变最大的难题就是如何让它持续稳定地进行,而不仅仅是点一把火,烧一会儿就完事。
再说了,就算技术成熟了,想要大规模铺开也不容易。首先是成本问题,咱们这次实验光是“烧水”就花了35亿美元,未来要是搞个大型核聚变电站,起码得上百亿美元的投入。
这钱谁来出?就算国家愿意投资,老百姓能承担得起这个电费吗?再一个,核聚变电站的建设周期也不短,可能要几十年才能建成,到那时候,地球上的能源危机会不会已经更严重了?这些问题可都得好好考虑。
结尾不过话说回来,虽然现实很残酷,但也不是完全没希望。科技发展有时候就是这样,一开始看着挺困难,走着走着,突然就豁然开朗了。
你想,当年互联网刚出来的时候,谁能想到今天咱们可以用手机随时随地上网呢?核聚变技术现在也许看着还很遥远,但科学家们每天都在研究,技术进步的速度也许会比我们预想的更快。
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