核聚變作為「來自未來」的能源,相比如今已有的能源,可利用的能源密度更高,幾乎可以將能源成本無限降低到零。然而,世界各國都沒有完全掌控可控核聚變技術,更談不上利用核聚變發電。那麼,世界各國的核聚變研究的情況如何?通過本文來盤點一下。
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據了解,可控核聚變的實現方式主要有兩種,第一種就是慣性約束核聚變,這種方式需要藉助於雷射的能量,通過雷射照射使得溫度升高,用於發生核聚變的物質將會由氣體變成離子態,之後在反衝作用力下被極度壓縮,最終發生核聚變,產生出巨大的能量。
另一種則是磁約束髮生核聚變,具體操作要在一個密閉的空間內進行。首先通過加熱製造一個高溫的環境,在這一環境之中還需要製造一個特別的磁場,讓相關物質在這一環境之中發生反應,最終發生核聚變。
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美國的國家點火裝置NIF在幾年前就已經實現了1億度目標,它採用慣性約束核聚變方式,以192條雷射束集中在一個花生米大小的、裝有重氫燃料的目標上。每束雷射發射出持續大約十億分之三秒、蘊涵180萬焦耳能量的脈衝紫外光,當這些脈衝撞擊到目標反應室上,它們將產生X光。利用X光將把燃料加熱到一億度,並施加足夠的壓力使重氫核生聚變反應。
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中國自行研製的超導託卡馬克裝置EAST與美國NIF實現聚變的方式不同。目前託卡馬克實現了磁束縛等離子體和中心溫度1億度,下一個目標是維持束縛,且達到1億度維持1000秒。
除了世界主要大國之外,國際合作項目ITER,受多方因素制約進展緩慢,我國隨著國力增強正在逐步接手更多的工作和任務,ITER項目也不斷向我國增加新的訂貨。我國的工程技術人員正在法國幫助ITER項目加速實施。