摘要:1月20日,特朗普宣誓就职,大谈特谈勘探和开采石油,甚至撤销电动汽车强制令,撕毁了绿色能源条约,在化石能源上高歌猛进。而同一天,中国宣布“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)在安徽合肥创造新世界纪录,首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。
1月20日,特朗普宣誓就职,大谈特谈勘探和开采石油,甚至撤销电动汽车强制令,撕毁了绿色能源条约,在化石能源上高歌猛进。而同一天,中国宣布“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)在安徽合肥创造新世界纪录,首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。
这意味着,在可控核聚变方面,中国再一次遥遥领先。实际上,在核聚变能源方面,中国同时有几个项目在开展,并且开始了商业化历程。
1克燃料抵得上8吨石油,能源自由要看中国。我们知道可控核聚变具有三大优点:效率高、原料多、安全清洁。使用该方案,只需要1克氢气,就能产生相当于8吨汽油让手产生的能量。而即便是1克的铀也只相当于1.8吨汽油能量。
中国除了完美完成支撑ITER项目的全部内容,还在国内密集进行相关试验,并开始尝试商业化之路。我国东方超环和中国环流三号试验不断取得突破。我国聚变工程实验堆“夸父”(CFETR)也已经合肥建设完成。
这次取得突破的就是合肥的全超导托卡马克实验装置——EAST,这些年突破不断,远的不说,就说近几年:
2021年5月,成功实现可重复的1.2亿摄氏度,101秒,1.6亿摄氏度,20秒等离子体运行;
2021年12月,成功实现1056秒,长脉冲高参数等离子体运行;
2023年4月1,EAST第122254次实验,成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒,刷新了2017年创下1.2亿度101秒。
这次是“首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧””,官方通报是“标志我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越,对人类加快实现聚变发电具有重要意义。”
我们知道,科学家们是在模拟太阳进行核聚变试验,方法其实有2个,一是使用氢弹爆炸实现短时间不可控制的核聚变;二是采用一种装置营造高温、高压环境,实现可以控制核聚变。苏联科学家想到的是进行磁约束,中国也采用了全超导的托卡马克装置,用电磁约束等离子进行实验。
此前,EAST分段实现了核心目标,但是并没有形成整体方案。而科学家的目标是:1兆安等离子体电流、1亿度高温等离子体、1000秒运行时间。
虽然这次试验没有说是在多大电流下完成的,但是基本算是完成了第一步。因为科学家们普遍认为“热核1亿度1000秒和1兆安的等离子体电流”是商业化的门槛。
全球科学家们为此奋斗了70多年,中国科学家为此奋斗了40多年,EAST建成之后就一直在冲击这个目标,“夸父”(CFETR)的目标也是如此,并且将逐步形成商业化。
这次突破等离子体电流的大小将显著影响三个参数中的等离子体密度和能量约束时间,但是并没有直接公布,这也是接下来继续攻克的目标。
而我国另一个大型托卡马克装置“中国环流器三号(HL—2M)”,首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行,再次刷新我国磁约束聚变装置运行纪录。
它与EAST的侧重点不一样,其中的磁体是常规导体,却已经实现百万安培等离子体电流高约束模式运行,其实都是希望通过不同方式最终实现核聚变。
再过一段时间,“夸父”(CRAFT)可能就要开始试验,我们距离真正的核聚变也越来越近了。有人说,每次都听到很多限制条件下,实现了短暂的核聚变,我们什么时候才能真正拥有核聚变能源呢?答案是:“永远的五十年”。
只不过,我们一直在将这个期限变得更加触手可及。现在中国有很多参与研制和试验的单位,中科大,中科院等离子体所,585所,九院为主导的,全国还有很多高校和研究所……可以说就是集中力量办大事。
美国也在进行核聚变试验,2022年12月5日劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的一支团队才开始点火,美国能源部称之为“酝酿了几十年的通告”,是美国清洁能源和美国国防的未来。
从整体进度上,我们在领跑世界,日本、美国以及欧洲只能算在追赶,并且还时不时地停下脚步,只有我们从未中断,持续加大力度全力以赴。
来源:电动工具迷