美国又开辟“新能源霸权”,留给中国时间不多了 (中国论坛)
美国又开辟“新能源霸权”,留给中国时间不多了
人类几千年历史最大的技术突破,生产力突破奇点近在眼前,一旦商用,社会将会在未来二十年内发生巨大的变革。
据相关人士透露说,很大概率是位于加州(专题)劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置已实现核聚变反应,并产生了120%的净能量增益。
而目前其他国家所折腾的托卡马克装置,仿星器什么的,到现在还没有比较重大的突破。
那么美国这次到底是怎么做到的?它对于未来核聚变领域,又会产生多大的影响?
美国研究
核聚变是个好东西,只需要使两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核,就能释放出大量能量。
这种方式产生的能量,不仅比核裂变释放的还要大,相关原材料还容易获取,而且安全,没有核废料的担忧。
从理论上讲,在同等质量下,核聚变可以产生比核裂变高出四倍多的能量。
只需要有几克这样的反应物,就能产生一万亿焦耳的能量,这大约是发达国家的一个人在60年内所需要的能量总和。
由于太阳内部就是核聚变反应,所以想要在地面上实现核聚变,也被人们称为"人造太阳"。但是这个“人造太阳”可不是那么好搭建的,地球上可没有哪种材料能承受住太阳那种高温,那怎么办?
一种办法就是利用磁约束,也就是托卡马克装置,它是利用磁约束装置来操控氢的同位素 - 氘和氚,使之能够成等离子体,并加热至1亿摄氏度左右,使其相关碰撞,继而发生聚变,并释放能量。
目前有好几个国家都开始弄了,比如欧洲的国际热核聚变实验反应堆(ITER)、中国的东方超环(EAST)、韩国的KSTAR等。
但是由于长开发周期及高资金消耗,很多国家到现在还没有产生比较大的进展,但中国除外哈。
2021年5月,中科院的“东方超环EAST”实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒,和1.6亿摄氏度20秒的等离子体运行,创造了新的世界纪录。
同年12月,东方超环实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,这是目前世界上托卡马克装置实现的最长时间。
另外一种就是利用激光约束,有代表性的就是国家点火装置,它用超高能的激光轰击微小的核燃料,使其坍缩内爆,模拟太阳内部的环境,实现氢聚变点火。
比如美国这次使用的就是这个,整个实验设施耗资35亿美元,由近200台激光器组成,有三个足球场那么大,这种装置会产生192束高能激光,然后同时让它们一起轰击一枚直径仅有2毫米的胶囊,以启动核聚变反应。
这枚胶囊也是有讲究的,内部含有两种氢的同位素—氘,氚组成的热核材料,胶囊外侧则涂抹着易于激发的涂料。
在很短的时间内,大量激光会让外层涂料同内部第二层的氘氚迅速气化,气化又会带来对内部热核材料产生了难以想象的惯性压力。
同时这种压力是十分巨大的,又进一步促使芯部氘氚融合成氦原子并放出大量能量,可以把这种办法理解为是一种微型核聚变。
相关资料显示,美国这个国家点火装置能以脉冲形式提供高达1.9兆焦耳的能量,峰值功率高达500太瓦,该系统每次发射时消耗大约400兆焦的能量。
当然了,核聚变实验到底是不是成功的?也是要有科学依据的,关键在于净能量增益,也就是核聚变的输出能量大于输入能量。
在2021年8月,美国这个装置曾进行过一次实验,但最终产生的能量只有输入能量的70%,实验算是以失败告终。
在经过不断优化后,美国又重新进行实验,这次获得了很大的成功,聚变反应产生了大约2.5兆焦耳的能量,大约是激光所消耗的2.1兆焦耳能量的120%。
这就好比你花5万元投资了一个项目,现在收益达到了6万,就有赚头了。
不过有两名了解情况的人士表示,能量输出确实比预期的好,但同时一些检测设备受到了不同程度的破坏,这会让后续分析变得复杂,目前科学家们正在努力分析数据。
尽管现在所产生的能量还比较有限,大约相当于9个9伏电池,但是如果考虑到仅有两毫米大小的反应装料和不到一秒的反应时间,这算是一个里程碑式的进步。
结尾
要知道激光核聚变的持续输出,可比托卡马克容易多了,激光核聚变持续发电有点类似于我们汽车发动机的汽缸技术,一次爆炸产生一段时间动力发电,技术是成熟的。
而托克马克需要稳定约束1亿度的等离子体,还需要解决产生大量中子问题,全都是技术瓶颈。
核聚变只要输出能量大于输入能量,而且过程可控,就可以像内燃机一样循环点火对外做功推动发电机发电。
再加上地球上氢氘氚含量丰富,而且核聚变无核辐射污染,可以源源不断的产出清洁电力,这就是终极能源。
人类几千年历史最大的技术突破,生产力突破奇点近在眼前,一旦商用,社会将会在未来二十年内发生巨大的变革。
虽然相关报道并没有透露具体的信息成果,但是美国在核聚变领域的突破,显然是取得了重大成绩,而这种成就可能已经领先世界了。
现在来看,美国人是不鸣,则已一鸣惊人。
如果能够在核聚变领域上取得突破,并且在未来最终能够掌握核聚变能源的控制,这对于人类未来的能源革命,无异于掌握了一扇新的大门。
哦,不,是掌握了人类未来能源额金字塔。
而以美国人的尿性,一旦掌握了新的技术,必然会改变目前的游戏规则,从而会获得利益上的最终定价权,最终又会收割全球财富。
过去的芯片垄断尚且如此,能源更是如此。
毫不夸张的说,美国在石油霸权之后,又开辟了新的能源霸权,想起了星球大战计划,此时中东那些狗大户们正在瑟瑟发抖中。
当然了,美国恐怕此时也非常担心东方某大国,未来会不会也在能源领域取得突破,到时候自己的话语权就不会那么强硬了。
看来留给我们的时间不多了,要赶紧加油才行咯!
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