核聚变g 为什么要做人工太阳 可控核聚变为什么是终极能源
最近,中国科学界可谓是接连传来好消息。嫦娥带土归来,九章出世,可控核聚变取得重大突破。前两个已经讨论过了。今天,我们将讨论受控核聚变,俗称人造太阳。说到核聚变,很多人自然会想到核裂变,我就简单说一下。
所以理想的是氦3。如果用氦3反应,不会释放中子,但会释放质子。因为质子带正电,所以处理起来容易得多。我们可以用磁场来抑制它,甚至我们可以用质子作为氢燃料,这是非常完美的。
然而,除了去月球采矿,氦三还有另一个缺点。正如我们刚才提到的,据说原子核中的质子越多,结合时的排斥力就越大,结合起来就越困难。氢是一个质子。氦是两个质子,所以使用氦三需要更高的反应温度,这就需要更高的设备。然而,目前可控核聚变还有改进的空间空。
核聚变条件的探索
说到核聚变,就不得不提两个字:核弹和托卡马克。如果我们想触发核聚变反应,但地球上的高压太难实现,我们能做的就是尽可能提高反应温度。太阳内核的温度是1500万摄氏度,但是反应效率太低,所以这个温度需要再次升高,那么升高到什么程度呢?
1944年,世界第一座核反应堆的设计者、原子能之父、意大利著名物理学家费米就是提出费米悖论,计算核聚变所需温度的费米。这个温度是多少?至少5000万摄氏度。在那个年代,将聚变燃料加热到5000万摄氏度的唯一方法就是引爆原子弹。
目前最先进的技术是托卡马克,那么托卡马克是什么样的装置呢?你可以简单地把托卡马克想象成一个真正的空甜甜圈,等离子体被加热到超过5000万摄氏度。甜甜圈上缠绕着许多线圈。当电流被引入这些线圈时,甜甜圈中会产生一个圆形磁场。因为等离子体是带电的,在洛伦兹力的作用下,这个圆形磁场会约束等离子体,阻止它们接触内壁,因为这是真的。因此,可控核聚变的领先设备现在采用了这种技术。
为了解决什么问题
我认为最终目标是星际旅行。以空间X为例。埃隆·马斯克发射火箭需要燃烧400多万公斤的燃料。即使燃油不够,光是这个重量就会影响效率。它只能去月球。如果你想去邻居火星,你必须再次添加石油。按照这个条件,小行星带出不来。但如果有一天可控核聚变技术成熟了,情况就会大不相同。到时候我们会研发一款核聚变发动机,直接加入核聚变燃料就可以起飞,到时候飞出太阳系都是有可能的。
结论
如果说九章量子计算机和悬铃木各有利弊的话,中国环流器二号M器件应该是现在行业真正的天花板。根据公布的数值,甚至可以满足氦3的核聚变。虽然离商业化还很远,但我有理由相信,我们可以率先商业化。