2024第N种回顾方式
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人类距离无限能源时代,终于又进了一步,这次的突破依然还是在我国!
2025年1月,被誉为“赤霄光剑”的超导直线等离子体装置正式投入使用,听起来如同武侠小说中神兵利器的装置,实际上是我国人造太阳计划中的一件核心科技装备。
这把剑究竟是什么?我国可控核聚变距离正式落地还有多远呢?

赤霄光剑是能模拟出核聚变所需严苛环境的超级仪器,它的登场标志我国在可控核聚变技术研究上的又一重要里程碑。
“赤霄光剑”能创造出极为苛刻的等离子体环境,过去只有荷兰具备这样先进的设备,而现在中国成了世界上第二个实现这一技术的国家。

这代表我们已经在核聚变关键技术的竞赛中成功跻身世界头部,而且我们的赤霄光剑取得的数据更为惊人。
他生成的等离子体粒子流密度,可以达到每立方米每秒超过10的24次方个粒子,一次放电可以持续1000秒,其中心磁场强度超过了3特斯拉,从全球范围来看这些性能参数都是顶尖的。
在核聚变反应堆中,偏滤器的工作环境可是最严酷的部件,它的表现直接影响反应堆能否长期稳定运行。
赤霄光剑最大的作用就是能稳定生成高密度的等离子体,为科研人员提供了一个接近真实的极端条件,让他们可以深入研究偏滤器材料在高温高压下的表现。

通过这一设备,科学家们能更好地解决核聚变堆材料选择和优化的问题,为我国未主建造核聚变工程实验堆打下坚实基础。
核聚变技术一直被全球科技界视为竞争的焦点,谁能率先掌握这项技术,谁就有可能引领未来几十年的全球能源格局,核聚变被称作人造太阳,它模拟的是太阳产生能量的过程。
如果这项技术得以实现,人类将会获得几乎用之不竭的清洁能源,在此之前美国、欧洲和日本等发达国家和地区一直都在大力投资这一领域,力图占据科技前沿。
不过我国科学家并没有在这场科技竞赛中落后,赤霄光剑的成功研制,不单标志着我们在技术上取得了重大进展,也代表我们在国际顶尖科技竞争中丝毫不落下风。

随着技术的不断成熟,我国在核聚变领域的影响力肯定会不断增强,我们在新能源方面,本来已经有了领先世界的完善基础设施。
等到可控核聚变成为现实的那一刻,我国不光将率先完成碳中和目标,妥妥的拥抱未来无限能源的节奏。
从模仿到超越那我国是如何一步一步走到世界核聚变头部的呢?事情还得从上世纪90年代说起,那时我国在可控核聚变领域刚刚起步,远远落在了西方国家的后头。
核聚变研究不单烧钱,技术难度也是巨大的,再加上美国为首的西方国家,对我们实行了严密的技术封锁,导致我们连最基础的研究设备都难以获得。

那时的科研人员虽然充满热情,但面对技术壁垒,也不免感到有些无力。
好在苏联给了我们一个意外惊喜,1990年,苏联决定向我国赠送一台可控核聚变研究装置,对当时的中国科学家来说这是天降瑰宝。
我国科研团队立刻开始拆解、研究这台设备,打开了一扇通向新世界的大门,通过深入学习这台装置的原理,科研人员迅速掌握了其中的关键技术,并着手开始自主研发。
短短四年后的1994年,我国就成功建造了属于自己的可控核聚变研究装置,迈出自主创新的第一步。
时间进入21世纪,我国在可控核聚变技术上的发展进入了快车道,2003年,我国正式加入国际热核聚变实验堆计划,这一项目聚集了全球核聚变领域的顶尖力量,美国、欧盟、俄罗斯、日本、印度和韩国等科技强国都参与其中。

这一计划被认为是全球最重要的核聚变合作项目,也给了我国科研人员更多与世界顶尖同行交流的机会。
不过我国并没有满足于仅仅作为一个参与者,加入后我国迅速在技术创新上发力,凭借独立自主的研究不断实现突破。
中国自主设计建造的东方超环,已成为全球关注的亮点,2016年实现了403秒的高约束模等离子体运行,打破了世界纪录,这也为中国在国际核聚变研究领域,赢得了更大的影响力与话语权。
最早的时候我们主要是通过借鉴和学习国外的技术起步的,但现在我们通过自主创新,完成了从技术追随者到引领者的华丽转身。
通过一次又一次的技术突破以及坚持不懈的自主研发,我们已经一步步接近全球科技的最前沿。

可控核聚变对整个人类而言到底代表什么呢?
能源一直以来都是人类社会进步的核心引擎,古代人们靠燃烧木柴获取能量,随后经历了煤炭和石油的时代,再到如今的核能应用,每一次能源的革新,都带来了生产力的巨大提升。
随着人类工业化程度的加深,地球的化石能源正在快速枯竭,能源危机已经成了全球共同面临的挑战。
根据国际能源署的统计数据,全球超过80%的能源消耗仍依赖化石燃料,这些资源正以速度被耗尽。
燃烧石化能源会释放出大量的温室气体,全球气候不断变暖,这些年随着气候的变化,全球的极端天气明显增多,找到全新的、可持续的能源已迫在眉睫。

科学家们才纷纷把目光投向了可控核聚变,认为它有可能彻底解决这场能源危机。
仅1克的核聚变燃料所产生的能量,就相当于8吨石油的燃烧能量,如果我们能把当前的石油使用量转换成核聚变燃料,几乎能源问题将从此成了历史。
核聚变还有个巨大的优势,它不会释放二氧化碳等有害气体,也不会产生像现有核电站那样的危险放射性废物,所以核聚变比目前的核裂变更环保、更安全。
而且核聚变的原料几乎可是无穷无尽的,核聚变主要燃料之一的氘大量存在于海水中,每升海水中大约含有30毫克的氘,在聚变反应中释放的能量相当于300升汽油的能量。

对于人类现阶段来说,总量130亿亿升的海水,几乎可以认为是无限使用的,所以只要人类突破了可控核聚变技术,将会直接突破能源这个禁锢了人类几千年的枷锁,减缓气候变化的步伐不说,也会直接让人类迈入文明的下一个阶段。
和传统的烧煤或者烧油相比,核聚变产生的能量要高出百万倍以上,按照现在全球消耗能源的速度,一点点核聚变燃料就足够全人类用好几百年。
而且核聚变过程中产生的基本都是无害的氦气,不会释放任何有毒物质或者温室气体,只不过我们距离完全实现核聚变,还有很长的路要走。
眼下全球科学家面对的最大挑战,是如何让核聚变反应长时间持续,要达成目标必须把氘和氚的等离子体加热到上亿摄氏度的高温,并且维持足够长的时间,才能确保稳定的能量输出。

没有哪种材料能直接承受这样的极端高温,科学家只能依靠强大的磁场来控制等离子体,避免它接触到反应堆的内壁,所以赤霄光剑这种实验装置的突破才显得如此重要,它们为研究这些极端条件提供了必要的平台。
这么看来,我国突破可控核聚变或许真的不太远了,当能源不再是问题,社会的生产力会如何飞速提升?
当能源变得既便宜又取之不尽,许多过去因为能源限制而无法落地的技术和梦想,都会变得触手可及。
电动汽车的普及、新型飞船的设计,甚至是星际旅行这些看似遥远的目标,或许都会因为核聚变技术的突破而成现实。

核聚变技术的重大突破,还将会重塑全球的政治格局,现在的世界之所以动荡不安,除了宗教和种族的冲突之外,能源的利益之争占了很大一部分。分布非常不均衡的能源,让整个世界一直没能找到合理的平衡。
中东地区就是因为拥有丰富的石油资源,才在国际舞台上一直举足轻重,一旦核聚变技术走向成熟并实现商业化,海水将摇身一变成了人类的新石油。
沿海国家来可以在瞬间拥有几乎无限的能源供应,到时候围绕能源展开的争夺和战争将大幅减少,地缘政治的博弈,也会因此失去一个重要的导火索,全球范围内将更有可能实现真正的能源平等。

信息来源:
1克燃料可产生约8吨石油的能量,将彻底替代石油!这种技术中国厚积薄发 每日经济新闻 2024-10-09
中国人造太阳再迎重大突破 配上“赤霄光剑” 2025-01-14 财联社
中国“人造太阳”配上“赤霄光剑”,中国聚变堆研发迎来重大突破 2025-01-14 观察者网
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