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近日据央视报道，中国自主设计的核聚变实验装置、被称为“人造太阳”的东方超环日前取得重大突破，在1亿度的超高温度下运行了近10秒。要知道，太阳表面温度才5500度，中心温度也在2000万摄氏度。这个温度被称为小太阳当之无愧。 实际上，太阳就是核聚变能量体，为太阳系内的所有行星输送能量。目前人类研究的核聚变技术和太阳的核聚变一样，所以东方超环也被称为人造太阳。 人类已经掌握了不可控核聚变技术，而发展可以控制温度的可控核聚变技术，就能够将核聚变技术作为人类的一个新能源，彻底解决人类的面临的能源枯竭问题。 俗话说，兵马未动粮草先行，世界上很多问题的根源都是能源，只要解决了能源问题，世界争端就解决了一大半。而能源技术进一大步，必然带动人类进一大步。目前看来，这种技术进步最接近现实的是太阳能，最有潜力的就是可控核聚变。 相较于现有的以煤炭石油等化石燃料为主要原料的能源类型，这两类能源技术污染要小的多，特别是核聚变，除了比核裂变更加清洁，还更加安全。可控核聚变的诸多优势，使所有国家不遗余力地投入其中，将可控核聚变作为终极能源技术。 原料容易制取。 可控核聚变反应最基础的原料是氘原子和氚原子。氚通过中子和锂反应就可以大量获取。而氘在大气中含量不多，主要是在海水中提取，每升海水中蕴含的氘含量是0.03克。 核聚变原料热值高。 0.03g氘可以媲美300升汽油释放的能量。 核聚变原料取之不尽用之不竭。 海水里蕴含着丰富的氘，地球上蕴藏着近10万亿吨可控核聚变原料，可以让一千个电站使用上百亿年。34吨核聚变原料经过核聚变产生的电能就足够中国一年的全国用电量。 核聚变运行不产生核废料。 核聚变的产物是能源中子和氦气，没有放射性。 可控核聚变更安全。 由于聚变反应需要的条件比较高，一旦发生事故，造成反应的等离子体约束破裂，聚变反应便会终止。因此，聚变燃料的保存运输、聚变电站的运行都比较安全。 可控核聚变技术。 一条技术路线是超导托卡马克装置，利用磁约束控制等离子体发热实现超高温。“东方超环”EAST就是中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研制的磁约束核聚变实验装置，是我国第四代核聚变实验装置。 另一条技术路线是激光惯性约束，目前美国处于领先水平。 我国可控核聚变进展。 2017年，东方超环在世界上首次实现了5000万度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行，实现了从60秒到百秒量级的跨越。 2018年底，东方超环又首次实现了1亿度等离子体放电，实现加热功率超过10兆瓦，等离子体储能增加到300千焦。 最近这次将1亿度维持了近10秒，是东方超环取得的重大突破。如果能较长时间维持1亿度的高温，那人类距离解决核聚变商业化应用真的就不远了。 与计算机摩尔定律每18个月性能翻一倍相类似，而聚变的发展速度差不多16~17个月翻一倍。但聚变还处于初级阶段，所以距离实现商用还很遥远。 欧盟、美国、日本和中国在核聚变的研究中各有所长。其中欧盟在大型托卡马克装置上最早取得关键成果，且托卡马克装置较多，同时也在开发其它概念的磁约束装置。美国和中国在核聚变研究方面两条腿走路，兼顾磁约束托卡马克和激光惯性约束核聚变的研究，且美国在激光惯性约束方面拥有较为明显的领先优势。日本在托卡马克的研究上处于领先地位，保持着重要指标的世界纪录。中国在托卡马克方面与前述发达国家相比还有一定差距，但具有后发优势，不仅研究进展不断加快，在激光惯性约束方面也已经形成了一定的优势。 另一项清洁能源进展。 近日，马斯克宣布了关于商用太阳能发电的最新进展，利用2.6万平方公里电池板和占地2.6平方公里的电池储能，就可以为美国963万平方公里的国土提供照明。也就是说，利用0.3%的国土面积进行太阳能发电，就可以解决全国大部分的能源问题。即使考虑到天气和维度因素，太阳能发电占用面积也不会超过国土面积的1%。 这一非常接近现实的数字这一数字，让我们看到太阳能发电的前景，人类近几十年就有望以对太阳能的直接利用为主要发电方式，其他发电方式为辅实现能源供给。 如果人类全面转向使用太阳能，就意味着人类已经能够摆脱地球本土资源限制，可以直接利用太阳系中的通用能源实现日常能源供给，说明人类已经迈开了摆脱地球走向太阳系的脚步，当人类掌握了可控核聚变技术，就意味着人类可以采用和太阳一样的能源技术，说明人类不仅能够走向太阳系，还具备了宇宙通用能源生产能力，为走出太阳系冲向宇宙打下能源基础。 |
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