未來將改變世界的新科技（2.可控核聚變）

2020-09-05 冥冥紫氣自東來

一.什麼是核聚變？

核聚變是兩個較輕的原子核聚合為一個較重的原子核，並釋放出能量的過程。核聚變最有名的例子就是太陽了，太陽一直持續發生著核聚變反應，這種反應已經持續了50億年了。太陽核聚變反應主要藉助氫同位素——氘與氚的聚變。核聚變不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射，不產生核廢料，當然也不產生溫室氣體，基本不汙染環境。是未來最理想的能源。


二.什麼是可控核聚變？

科學家們希望發明一種裝置，可以有效控制人造太陽的過程，讓能量持續穩定的輸出。我國在可控核聚變技術方面處於世界領先地位，即將開始運行的EAST反應堆是世界上第一個達到實用工程標準的反應堆，如果能夠成功運行，那麼，可控核聚變的商業發電的時日就不遠了。


三.核聚變的優點

利用核能的最終目標是要實現受控核聚變。裂變時靠原子核分裂而釋出能量。聚變時則由較輕的原子核聚合成較重的原子核而釋出能量。最常見的是由氫的同位素氘（讀&34;，又叫重氫）和氚（讀&34;，又叫超重氫）聚合成較重的原子核如氦而釋出能量。 核聚變較之核裂變有兩個重大優點。一是地球上蘊藏的核聚變能遠比核裂變能豐富得多。據測算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上僅在海水中就有45萬億噸氘。1升海水中所含的氘，經過核聚變可提供相當於300升汽油燃燒後釋放出的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為蘊藏的可進行核裂變元素所能釋出的全部核裂變能的1000萬倍，可以說是取之不竭的能源。至於氚，雖然自然界中不存在，但靠中子同鋰作用可以產生，而海水中也含有大量鋰。 第二個優點是既乾淨又安全。因為它不會產生汙染環境的放射性物質，所以是乾淨的。同時受控核聚變反應可在稀薄的氣體中持續地穩定進行，所以是安全的。



四.我國EAST反應堆現狀

2017年，據中科院等離子體物理研究所（合肥）承建的全超導託卡馬克裝置東方超環（EAST）在十周年之際達成重大突破，第11輪物理實驗中獲得超過60秒的穩態（即完全的非感應電流驅動）高約束模等離子體放電。EAST因此成為世界首個實現穩態高約束模運行持續時間達到分鐘量級的託卡馬克核聚變實驗裝置。在可控核聚變研究中，各國投入研究力量最大的是磁約束核聚變，而這其中託卡馬克裝置則被認為是最有希望在未來取得突破的一種可控核聚變發電裝置結構，又名「人造小太陽」。

我國預計在2050建設聚變商業示範堆，完成人類終極能源的開發利用。



五.一旦實現社會有什麼進步？

最大的效果是：太陽系時代的到來。
不同於固態核裂變燃料，聚變燃料是等離子態的。聚變完成之後偏轉噴出，可以獲得巨大比衝。推力雖然比不上化學燃料火箭，但肯定比電推大得多。
有了核聚變發動機，人們開始擁有飛往火星的固定航班。在火星兩級扔下n枚冷戰產物之後，大氣中充滿了放射塵埃（誤）...不，二氧化碳，或者用太陽反射鏡。
此後使用核聚變做電源的反向燃料電池開始分解二氧化碳製作氧氣，融化水，以及供給無土農場的光源（火星光照弱點）。
當然，這個階段火星上必須有產出了。可以有礦業，以及低重力加工廠。旅遊業必須有，事實也是旅遊業可以在中期支撐起整個產業，條件是核聚變發動機帶來的廉價快速交通。

甚至，到時候鋼鐵俠戰衣就可以作為個人交通出行完美解決方案，真正實現「可上九天攬月，可下五洋捉鱉」



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    本報北京12月4日電 （記者蔣建科、馮華）12月4日，我國新一代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」（HL—2M）在成都正式建成放電，標誌我國正式跨入全球可控核聚變研究前列，HL—2M將進一步加快人類探索未來能源的步伐。核聚變由氘、氚離子聚合成氦，聚合中損失的質量轉化為超強能量，這和太陽發光發熱原理相同，所以可控核聚變研究裝置又被稱為「人造太陽」。
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    來源：人民日報原標題：新一代可控核聚變研究裝置建成放電（創新前沿）本報北京12月4日電 （記者蔣建科、馮華）12月4日，我國新一代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」（HL—2M）在成都正式建成放電
  • 中國可控核聚變已領先世界
    它叫EAST，是全世界最先進的探索可控核聚變的裝置之一。因為它的成功，中國人站在了核聚變研究的前沿。可控核聚變或許是能源領域的最大指望。從上世紀60年代以來，利用磁約束實現可控核聚變（託卡馬克），是各種實驗路徑中最有希望的一種。中國從上世紀90年代開始實施大中型託卡馬克發展計劃。太陽中的核反應就是核聚變,，所以可控核聚變又稱為"人造太陽"。
  • 當人類徹底掌握可控核聚變技術後,未來世界會發生什麼變化?
    國際社會核聚變領域的研究採用共同合作參與的模式，這個項目名為國際熱核聚變實驗堆計劃，這是當今世界規模最大的國際工程，由英國、美國、日本、中國等多個大國參與，目的是儘快的掌握核聚變這種劃時代的能源。我國在核聚變領域內的研究處於第一梯隊，1984年中國環流器一號（HL-1）建成，標誌著我國核聚變從理論階段開始正式向試驗階段過渡。
  • 星際移民不再只是空想：可控核聚變技術將讓一切成為可能
    ，因為可控核聚變技術對資源日益緊張的地球來講實在是太重要了。就在大家將核聚變的重點放在能源方向的時候我卻在偶然間意識到這件事遠沒有想像的那麼簡單，可控核聚變是人類能源應用過程中一次革命，更是人類實現星際航行的基礎，可控核聚變技術成熟之後人造星系將成為現實。
  • 2億度高溫運行,用之不竭的能量,可控核聚變也許還需要50年?
    如果有一天人類實現可控核聚變，也許電費真的可以不要錢，當核聚變可以小型化，用在宇宙飛船上，那我們就可以非常低成本地前往月球甚至火星遊玩，在別的星球上建立家園。這一天何時到來呢？先來說可控核聚變，1932被提出，1950年開始研究，也就說核聚變的歷史和晶片的電晶體一樣，但是晶片已經有了翻天覆地的改變，但核聚變仍舊沒有摸到門檻。
  • 真正的頂尖黑科技,世界各國可控核聚變技術哪家強?
    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。
  • 最前沿科技:我國第16個可控核聚變裝置
    可控核聚變是當代世界最前沿的科技領域，由於其對技術要求的極端苛刻，到目前為止仍處於前期預研階段，而且學術界有「核聚變距離成功永遠有25年」的說法。目前世界各國投入研究力量最大的是磁約束核聚變，而這其中託卡馬克裝置則被認為是最有希望在未來取得突破的一種可控核聚變發電裝置結構。
  • 科學最前沿的可控核聚變什麼時候能實現
    首先，在同等質量下，核聚變所能產生的能量比核裂變高出上百倍，這就是為什麼原子彈（小男孩）比氫彈威力小的原因，如下圖所示，左下角要用放大鏡才能看到的就是原子彈的蘑菇雲，不用放大也能夠看到的就是氫彈的蘑菇雲，其中最右邊的就是前蘇聯著名的沙皇氫彈。
  • 中國終於實現了可控核聚變
    核聚變託克馬克裝置特大科技新聞，我國的可控核聚變取得重大突破，咱們的人造小太陽首次實現放電了，我們離接近無線清潔能源，又近了一步，一旦實現可控核聚變發電，我們就可以完全擺脫對石油能源的依賴。，已經來到了一個引爆點，從這之後一定是一發不可收拾，科技成果遍地開花，沒有任何人再能阻擋我們前進的腳步了，就拿可控核聚變來說啊，取得進展的是成都的西南物理研究所，還有合肥的等離子物理研究所，在不同的核聚變路線上，也取得了重要的研究進展，可為喜事爆棚啊。
  • 什麼是磁約束可控核聚變,什麼時候才能商業化可控核聚變發電?
    無論是磁約束還是慣性約束核聚變，都是可控核聚變研究的重要方向，兩者本質上沒有什麼區別，都是控制氚氘等輕元素聚合成重元素的一種方式，但兩者的原理與過程卻大相逕庭，不妨來圍觀一下！其實核聚變的過程甚至比核裂變還要簡單，它不需外來的中子，而只要原子核在一定範圍內運動碰撞融合即成了核聚變，唯一只有兩個要求：夠高的溫度（上億度高溫）或者足夠的壓力（數千億個大氣壓）.....幾乎就沒有要求了哈.....比如太陽內部就只有1500萬度和2500億個大氣壓即可實現源源不斷的核聚變！
  • 可控核聚變到底是什麼?
    可控核聚變被我們人類稱為無限的清潔能源，也就是說，若是掌握了可控核聚變技術，那我們就會擁有無限的能源來使用，從此不用再擔心能源缺少以及環境汙染的問題。我們現在所使用的能源主要來源就是石油和煤，而這些能源是有限的，他它總會有用完的一天，所以我們就要想辦法來解決這個問題。
  • 新一代可控核聚變研究裝置建成放電
    本報北京12月4日電 （記者蔣建科、馮華）12月4日，我國新一代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」（HL—2M）在成都正式建成放電，標誌我國正式跨入全球可控核聚變研究前列，HL—2M將進一步加快人類探索未來能源的步伐。核聚變由氘、氚離子聚合成氦，聚合中損失的質量轉化為超強能量，這和太陽發光發熱原理相同，所以可控核聚變研究裝置又被稱為「人造太陽」。
  • 可控核聚變時代即將來臨，人類文明迎來新機遇
    2020年7月28日，國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃重大工程安裝啟動儀式在法國舉行，標誌著人類可控核聚變反應堆的建造又走出了堅實的一步按照計劃人類將在2050年左右掌握核聚變技術並開始進行商業運營，人類文明也將因為可控核聚變技術的掌握而再次出現質的飛躍。