我知道這是一個梗==


可能。

其實,很多人對可控核聚變在五十年內實現都有誤解,認為五十年太長了。

事實上,對於大型的科技工程來說,五十年是一個很短很短的時間。

這樣的例子太多了,比如,裂變快堆,重返月球,頁巖油可燃冰。

所以了,拋出五十年內實現核聚變就是說這是一個大概率事件。

如果有九千年壽命的修仙者可以。

坐等。


應該有些可能吧,上次說五十年內實現時沒有現在那麼成熟的超導裝置,也沒有現在如此多的高級工程師和相關科學家,在最近十年內,核聚變裝置頻頻出現在媒體中,這說明現在已經比以往取得了更大的突破。

目前核聚變裝置已經能夠維持較短時間的持續點火,並且做到了維持自身循環,在過去,核聚變裝置只能在外界提供能源的情況下點火很短的時間。目前,託卡馬克裝置已經進化為超導託卡馬克裝置,大型反應堆方面,中國已經取得了較大的進步,美國的國家點火裝置也是最近十年才建設完成,中國超導託卡馬克裝置EAST在09才實驗成功,歐洲核聚變裝置也是在近十年才開始發力。

上次說核聚變裝置能夠在50年內成功,那是核聚變武器帶給了所有人希望,所有人都以為,既然已經掌握了不可控核聚變,那麼可控核聚變似乎也不遠了,然而,所有人都低估了可控核聚變的困難,可控核聚變所需要的工程不僅僅只與核物理相關,它設計到人類的所有自然科學學科,尤其是材料學,核聚變裝置的研究成功不是說投入多少資金的問題,沒有哪個國家不想快速研究成功,但是它涉及到的東西太多了,多到一個工業人口不夠多的國家根本玩不轉,只有世界大國纔有資格參與,而且,世界大國也不敢說自己就能玩得轉,所以成立了ITER組織,為的就是促進交流。

距離可控核聚變成功,從來沒有像今天這麼接近過,我們應該有信心能夠在50年內研究成功,當然,商業化運作可能需要更久的時間。


1958 年,艾貢·拉爾森(Egon Larsen)寫了一本書,書名是《原子能:一個外行人的核時代指南》( Atomic Energy: A Laymans Guide to the Nuclear Age )。這本書詳細描述了核電站的設計,甚至還有未來的原子飛機和核動力汽車。自 20 世紀 50 年代以來,拉爾森和他同時代的人所強烈表現出的對核能的那種熱情可能已經明顯減弱了。儘管如此,至少有一種形式的核運輸正在運行之中,鈾動力潛艇現在經常在我們的海洋上巡邏。如今,一些國家,尤其是法國,也在利用核能發電。事實上,截至 2011 年 1 月,世界上共有 442 個運行中的核電站,另有 65 個正在建設之中。


儘管目前核工業的規模如此之大,但總的來說,它在新聞報道中的聲譽並不好。這點也可以理解,2011 年的福島核泄漏事故、1986 年的切爾諾貝利核事故和 1979 年的三里島核事故,都導致公眾和政界對該行業的安全和遠景產生懷疑。自從這些核災難發生以來,人們對可能的核泄漏、核廢料的再處理和長期儲存感到非常擔憂。這些擔憂並非無足輕重。然而,面對氣候變化和化石燃料供應的減少,一些綠色運動的成員也在鼓吹核能是最可取的生產更多電力的解決方案。最重要的是,資深環保人士斯圖爾特·布蘭德現在正在推廣核能的利用,因為它不會排放任何溫室氣體。


未來,與核電站有關的危險也會大大減少。今天,所有的核電站的建造都是基於核裂變過程。然而,轉換到另一個被稱為核聚變過程的潛在可能性是存在的。這恰好推動了向太陽索取能量的機制,這種機制有可能成為人類未來更安全核能的來源。

核聚變的前景

今天的核裂變發電廠分裂鈾或鈈原子以釋放其破碎的原子鍵的能量。反應堆中產生的熱量被用來將水轉化為高壓蒸汽,從而帶動渦輪機發電。

核裂變背後的物理原理如圖 14.1 所示。在覈裂變反應中,一個被稱為中子的亞原子粒子撞擊核燃料,從而釋放出能量和更多的中子,進而引發連鎖反應。然而,裂變反應的第二個副產品是製造裂變的原始燃料的碎片。這種核廢料具有很高的放射性。即使經過再處理,這些核廢料也必須安全儲存數百年甚至數千年。



圖 1:核裂變和核聚變

鑒於核裂變產生的放射性廢物的水平和毒性,幾十年來,核物理學家一直致力於建立核聚變發電廠以減少核污染。由於鈾的儲量不太可能持續到 21 世紀末,核聚變電站的另一個潛在吸引力在於減少我們對相對稀缺的核燃料的依賴。


目前,核聚變電站最有可能的燃料是兩種同位素或被稱作「重形式」的氫,即氘和氚。在覈裂變中,燃料的原子被分開以釋放能量,而在覈聚變中,兩種燃料則是在原子單位上融合在一起而釋放能量。因此,儘管核聚變釋放出原子能,但它不會直接產生核廢料。相反,如圖 14.1 的下半部分所示,由氘和氚所驅動的核聚變反應所產生的結果都是氦和中子。因此,核聚變比核裂變更安全。核聚變反應堆的某些環節在運行過程中會產生放射性,因此最終必須進行安全處理。然而,這種間接核廢料的長期放射性毒性要比目前核裂變發電站的副產物少得多。


要了解核聚變的形成過程,我們需要簡單地研究一下原子領域。看過接下來的兩段以後,你就會瞭解核聚變所展現的奇蹟和挑戰。


所有的原子都是由亞原子粒子,即質子、中子和電子組成的。一個原子的質子和中子結合在一起形成其原子核,其電子通常在軌道上運行。但是在非常高溫的情況下,所有材料從氣態變為等離子體,其電子與原子核分離。


原子核中的質子是帶正電的。正因為如此,兩個原子的原子核通常被分開,因為它產生了強大的斥力和靜力。然而,在覈聚變的過程中形成了原子被如此緊密地擠在一起的條件,而將質子和中子結合在一起的巨大核力克服了這種斥力。這導致不同的原子核融合,釋放出大量的原子能······



永遠都差一點


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