人类距离可控核聚变又近了一步 美科学家解决了等离子体干扰问题
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-13
第二次世界大战让人类首次目睹了核裂变的巨大威力,之后人类又着手研究了核聚变。1953年苏联第一次把氢弹用于实践。现代人已经完全明白了核聚变所释放的能量。核聚变这一古老的自然规律早在宇宙大爆炸之初就一直存在着。自然界亘古的规律直到人类文明发展到公元后两千年的时候才被人类得知并加以利用。
我们知道恒星的能量来源于核聚变,我们更知道这些能量对于人类来说是用之不竭的。氢弹的发明让人类不可控的利用了这一巨大能量。随后人类一直在思考,如此震撼的核聚变倘若被我们有效的控制起来,岂不是可以造福整个人类,甚至可以加速进入共产主义。
理论上,可控核聚变是可行的,现在我们面临的唯一问题只是工程上的挫折。开启核聚变需要数十亿的摄氏度的高温的苛刻条件。且并不能持续太久的时间,其中一个主要原因是就是核聚变释放的巨大能量会破坏约束装置。
核聚变的原理是轻元素和轻元素的结合形式较重元素并释放巨大能量的过程。实践中上只要铁元素以下的元素都可以发生核聚变。
轻元素们的结合势必会释放带电粒子和中子(等离子体),这些带电粒子以高速运动,并且运动轨迹并不受控制,他们在约束装置中“晕头转向”的乱撞,约束装置的“墙壁”每时每刻都得经受住高能粒子的撞击。以可控核聚变装置中最常见的托卡马克环为例,高能粒子会撞击到托卡马克环的壁部,并产生学名为边缘局部模式的现象(ELM),这种现象会严重的损坏托卡马克环的墙壁。
而人类目前的材料科技是无法研制出能够经受住每秒数亿次的高能粒子撞击的装置。所以人类在开启可控核聚变的时候也必须要警惕这些高能粒子对装置的破坏,这也导致了可控核聚变的持续时间不能太长。2013年中国科学院在合肥进行的人造太阳实验持续了100秒也算是很前沿了。
可控核聚变持续的时间越长,释放的能量越多,就越接近于商业化而造福人类。
日前,美国普林斯顿等离子体物理实验室的科学家研发出了一种新的技术,用于减少聚变反应中等离子体的不稳定性。科学家们采用了一种新的技术,那就是涟漪扰动法,就像是水波的涟漪一样。
涟漪扰动法学名为共振磁扰动(RMPs),这是通过的小磁波来扰乱等离子体。这种波动可以扭曲等离子体的方向,减轻等离子体对装置的破坏。在最极端的情况下,这种扰动可能会导致终止等离子体对装置的严重破坏。就这样,涟漪扰动法可以大幅度提高可控核聚变的持续时长。
可控核聚变目前是人类生产力大解放的唯一科技手段。可以说,可控核聚变是上帝留给人类的一个大福利,人类不必迭代知识而逐步发展生产力。可控核聚变就像是个大bug,人类可以在一夜之间前进数百年。
在理想的预期下,可控核聚变可以用取之不尽的海水作为原材料。到时候人类不再束缚于能源问题。美元主导下的石油霸权瓦解,中东石油国家必将落寞。我们有了接近0成本的无限电力。任何低效率的电解水都不是问题。我们可以不断用电力淡化海水,我们不再担心水源短缺。
我们用电力分解水,产生环保的氢氧燃料。发动机不需要依赖石油,取而代之的是氢氧燃料电池,并以接近免费的价格出售。
我们有了无限的电力,可以在中国内陆搭建抽水基站,可以将海水源源不断的输送到塔里木盆地再造一个绿洲,起码可以转移上亿的人口,并增加可耕地面积。这也可以缓解中国的房价压力!
当然这一切想像都是美好的,这还需要人类的共同努力!可控核聚变的实现是必然的,那只是工程学上的时间问题。期待每个读者在有生之年都可以看到可控核聚变的实现!
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