![]()
核聚變可不是科幻電影里的東西,它就是咱們?nèi)祟愊霃?fù)制太陽(yáng)發(fā)電的那套技術(shù)。簡(jiǎn)單說(shuō),太陽(yáng)為什么那么亮那么熱?就是因?yàn)槔锩鏆湓雍藬D在一起融合,釋放出海量能量。
要是地球上也能搞定這個(gè),能源問(wèn)題就基本解決掉了,不用再為石油天然氣發(fā)愁。石油時(shí)代那時(shí)候,大家搶油田,搞得中東亂七八糟,環(huán)境污染還一大堆,二氧化碳排放讓地球暖化,極端天氣越來(lái)越多。
聚變不一樣,它用海水里的氘和氚做燃料,反應(yīng)后基本沒(méi)啥放射性廢料,干凈得像喝水一樣。一升海水提煉出來(lái)的氘,能量頂?shù)蒙蠋装偕停澜绾Q蟮膬?chǔ)備夠人類用幾十億年。想想看,以后開(kāi)車用電,工廠用電,全靠這個(gè),石油就成歷史了,國(guó)際關(guān)系說(shuō)不定也太平點(diǎn)。
![]()
2025年1月20日,安徽合肥的中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所,那里的全超導(dǎo)托卡馬克裝置EAST,成功跑出了1億攝氏度高溫下1066秒的穩(wěn)定運(yùn)行。這溫度啥概念?太陽(yáng)核心也就1500萬(wàn)度左右,這比它高出好幾倍。1066秒就是差不多18分鐘,之前的世界紀(jì)錄也就幾百秒,這次直接翻倍多,穩(wěn)穩(wěn)的創(chuàng)了新高。
EAST這裝置外號(hào)“人造太陽(yáng)”,從2006年建好開(kāi)始,就一直在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上折騰,到現(xiàn)在跑了15萬(wàn)多次等離子體操作。團(tuán)隊(duì)不是一蹴而就,早幾年就一步步來(lái),2018年先搞到1億度10秒,2021年拉到101秒,2022年403秒,這次直接上千秒。每次進(jìn)步都得解決一堆難題,比如怎么讓高溫氣體不亂跑,怎么讓材料扛住極端條件。
這個(gè)裝置長(zhǎng)啥樣?它是個(gè)大環(huán)形真空腔,里面用超強(qiáng)磁場(chǎng)把等離子體裹住,不讓它碰壁。超導(dǎo)線圈是關(guān)鍵,16個(gè)D形的大家伙,磁場(chǎng)強(qiáng)度能到3.5特斯拉以上。實(shí)驗(yàn)時(shí)候,先抽真空到極低壓,然后注入氘氣,用射頻波和中性束加熱,溫度噌噌往上竄。
維持穩(wěn)定是最難的,等離子體像活物一樣,會(huì)湍流,會(huì)不穩(wěn),團(tuán)隊(duì)用反饋控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整,輸入功率10兆瓦級(jí)別,輸出能量比輸入高出點(diǎn),這次實(shí)驗(yàn)就證明高約束模式靠譜。高約束模式啥意思?就是讓能量損失少,效率高,適合未來(lái)發(fā)電堆用。
EAST整合了200多項(xiàng)核心技術(shù),專利兩千多件,涉及超高溫、超低溫、超高真空、超強(qiáng)磁場(chǎng)、超大電流,這些都是全球頂尖難題。中國(guó)從上世紀(jì)90年代就開(kāi)始布局,2000年規(guī)劃EAST,2006年投運(yùn),一路從跟跑到領(lǐng)跑。
![]()
為啥這個(gè)突破這么牛?因?yàn)榫圩儼l(fā)電的門(mén)檻高,得高溫、長(zhǎng)時(shí)間、可控三合一。高溫讓原子核撞上,長(zhǎng)時(shí)間讓反應(yīng)持續(xù),可控讓它不炸鍋。千秒級(jí)運(yùn)行已經(jīng)是工程級(jí)別的了,離自持燃燒不遠(yuǎn)。自持燃燒就是輸入能量少,輸出多,反映自己維持下去。專家說(shuō),一個(gè)裝置至少得幾千秒穩(wěn)定運(yùn)行,才能建電站。
現(xiàn)在1066秒是里程碑,往前推一大步。全球科學(xué)家搞了70多年,EAST這步讓中國(guó)站到前列。國(guó)際上,法國(guó)有ITER大項(xiàng)目,中國(guó)是成員之一,EAST的數(shù)據(jù)直接給ITER參考。比起核裂變,聚變安全多了,沒(méi)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)風(fēng)險(xiǎn),燃料到處有,不用擔(dān)心鈾礦短缺。
再說(shuō)能源影響,現(xiàn)在全球能源危機(jī)鬧得慌,石油價(jià)格波動(dòng)大,俄羅斯烏克蘭那事兒就牽扯能源。石油開(kāi)采污染水源,燒油放碳,氣候大會(huì)年年開(kāi),大家承諾減排卻難落實(shí)。聚變來(lái)了,這些問(wèn)題全解決。燃料從海水來(lái),取之不盡,反應(yīng)產(chǎn)物是氦氣,無(wú)害。發(fā)電效率高,一座聚變電站頂好幾個(gè)核電站,還不占地方。
電動(dòng)車現(xiàn)在愁電池續(xù)航,原料鋰礦搶破頭,以后聚變供電,充電站到處是,續(xù)航無(wú)限。工業(yè)生產(chǎn)也一樣,鋼鐵水泥這些高耗能行業(yè),電費(fèi)降下來(lái),成本低了,競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。國(guó)際格局變了,誰(shuí)先掌握聚變,誰(shuí)就握著能源王牌,不用看中東臉色,地緣沖突少點(diǎn)。委內(nèi)瑞拉那些油國(guó),現(xiàn)在鬧騰的資源爭(zhēng)端,以后可能就平靜了。
![]()
中國(guó)不光EAST,還有后續(xù)。基于這個(gè)經(jīng)驗(yàn),合肥又啟動(dòng)BEST項(xiàng)目,緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置。2025年10月,杜瓦底座裝好了,這東西直徑18米,高5米,重400多噸,是主機(jī)最重部件,像地基一樣,承載6000噸設(shè)備,還得絕熱。
BEST用全超導(dǎo)線圈,運(yùn)行在零下269度,目標(biāo)是更高電流和磁場(chǎng),提高聚變效率。項(xiàng)目2027年底建成,驗(yàn)證聚變堆關(guān)鍵技術(shù),開(kāi)展前沿研究。外交部發(fā)言人毛寧10月25日記者會(huì)上提了,說(shuō)BEST是重大進(jìn)展,預(yù)計(jì)推動(dòng)聚變商業(yè)化。中國(guó)從HT-7到EAST到BEST,一脈相承,HT-7是2008年創(chuàng)400秒紀(jì)錄的那個(gè),早年基礎(chǔ)。
未來(lái)咋樣?2030年左右,BEST可能點(diǎn)亮第一盞聚變燈,就是用聚變電點(diǎn)燈,標(biāo)志發(fā)電起步。然后建CFETR,中國(guó)聚變工程試驗(yàn)堆,規(guī)模更大,目標(biāo)凈能量輸出。全球合作也重要,中國(guó)在ITER里擔(dān)大頭,貢獻(xiàn)技術(shù)。
專家宋云濤說(shuō),這步將聚變研發(fā)往前推,實(shí)現(xiàn)能源永續(xù),水清天藍(lán),還能飛出太陽(yáng)系。想想人類歷史,從燒木頭到煤油到核能,現(xiàn)在聚變,能源自由了。生活變化大,以后電價(jià)便宜,窮國(guó)也能用上,貧富差距小點(diǎn)。環(huán)境好轉(zhuǎn),溫室氣體減,氣候穩(wěn)定,海平面不漲那么快。
![]()
不過(guò),路還長(zhǎng),商業(yè)化得解決材料耐久、成本控制等問(wèn)題。EAST這次1066秒是起點(diǎn),不是終點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)還得繼續(xù)優(yōu)化,等離子體診斷用激光散射,控制算法用AI預(yù)測(cè)湍流。國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)激烈,美國(guó)有SPARC,韓國(guó)有K-DEMO,大家賽跑。中國(guó)優(yōu)勢(shì)在于超導(dǎo)技術(shù),早年積累多。聚變不光發(fā)電,還能產(chǎn)中子,醫(yī)療同位素啥的,用途廣。
總的來(lái)說(shuō),這個(gè)突破讓石油時(shí)代結(jié)束的日子近了。石油高峰期過(guò)去了,可再生能源風(fēng)電水電有局限,聚變是終極方案。人類能源史翻頁(yè),從有限資源到無(wú)限融合。希望快點(diǎn)實(shí)現(xiàn),大家用電不愁,地球更綠。
![]()
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺(tái)“網(wǎng)易號(hào)”用戶上傳并發(fā)布,本平臺(tái)僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.