中國(guó)“人造太陽(yáng)”持續(xù)1056秒，彭先覺院士：2028年實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電

太陽(yáng)至今已經(jīng)燃燒了四十多億年的時(shí)間，地球僅靠其億分之一的能量就孕育了世間萬(wàn)物，而它之所以能夠源源不斷的向外界釋放巨大的能量，得益于內(nèi)部一直進(jìn)行的核聚變反應(yīng)。

假如人類能夠取得這樣的能源途徑，豈不是可以從根本上解決能源危機(jī)的問(wèn)題了嗎？

事實(shí)上科學(xué)家很早就在著手研究核能，從威力巨大的氫彈，到現(xiàn)在遍布全球的核能發(fā)電站，前者釋放的巨大能量已經(jīng)讓眾人驚嘆，后者則是當(dāng)前一眾大國(guó)追捧的新發(fā)電模式。

核能發(fā)電與火力發(fā)電的性質(zhì)有些類似，都是通過(guò)燃料爐中燃料產(chǎn)生的熱能讓水變成水蒸氣，從而推動(dòng)電機(jī)渦輪發(fā)電，雖然兩者過(guò)程相似，但產(chǎn)能效率以及產(chǎn)能原理卻是天差地別，火力發(fā)電通過(guò)燃燒煤炭產(chǎn)生熱能，期間會(huì)產(chǎn)生大量有污染性的廢棄氣體。

而核能發(fā)電則是通過(guò)核反應(yīng)堆內(nèi)的核裂變產(chǎn)生熱能，它的產(chǎn)生效率較高，1千克鈾-235所釋放的能量與燃燒2000噸煤的能量相當(dāng)，且完全不用擔(dān)心碳排放對(duì)大氣的污染問(wèn)題。

核裂變看起來(lái)似乎已經(jīng)非常厲害了，但在核聚變面前，核裂變只能說(shuō)還是個(gè)弟弟。

目前常用的核裂變?nèi)剂蠟殁櫾�子，裂變發(fā)電的本質(zhì)就是用熱中子轟擊鈾原子，隨后鈾原子會(huì)放出2到4個(gè)中子，這些放出來(lái)的中子再去撞擊其他鈾原子，從而產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，開始自發(fā)裂變，較重元素的核分裂出較輕的核，并釋放出能量。

如果說(shuō)核裂變是把原子打散，那么核聚變就是把兩個(gè)較輕的原子合成一個(gè)較重的原子。

氫彈即是核聚變，但它屬于不可控的核聚變，我們無(wú)法具體掌控聚變時(shí)的能量，但是既然我們已經(jīng)掌握了核裂變技術(shù)，核聚變只是與核裂變過(guò)程相反而已，那么掌握可控核聚變豈不是易如反掌嗎？

其實(shí)不然

核裂變和可控核聚變的難度可謂是乘法口訣到微積分，核裂變最重要的條件是合適的壓力，目前大多數(shù)國(guó)家都有能力做到，而可控核聚變除了要求更高的壓力，還要有更高的溫度。

更高到底有多高？

上面我們說(shuō)到過(guò)，太陽(yáng)即是靠著可控核聚變?cè)丛床粩嗟禺a(chǎn)出能量，所以更高的溫度和壓力要和太陽(yáng)內(nèi)部相當(dāng)，幾乎等于創(chuàng)造一個(gè)小型的人造太陽(yáng)，太陽(yáng)從古至今在人們的心中像神，保持著崇高的敬畏，然而我們要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)“神”，聽起來(lái)似乎有些異想天開。

人類能從茹毛飲血發(fā)展到如今的科技社會(huì)，靠的就是無(wú)止境的探索欲與創(chuàng)造欲，古人也從來(lái)沒有想過(guò)有一天可以登陸到天上的星星，但我們現(xiàn)在做到了，所以再創(chuàng)造一個(gè)人造太陽(yáng)，也并不是癡人說(shuō)夢(mèng)。

早在今年年初，我國(guó)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置就實(shí)現(xiàn)了1056秒的長(zhǎng)脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行，再一次突破了世界記錄，達(dá)到了全球領(lǐng)先的程度，就在九月初，我國(guó)工程院院士，新型氫彈武器的主要設(shè)計(jì)者之一彭先覺院士稱

“核聚變發(fā)電距離我們只有六年時(shí)間了”

這里的六年不是指六年后就可以有成熟的核聚變發(fā)電技術(shù)并投入商用，而是六年后建設(shè)世界上最大的脈沖驅(qū)動(dòng)器，即核聚變發(fā)電站，這無(wú)疑是一次里程碑式的革新。

不過(guò)本次要建成的核聚變發(fā)電站并非100%運(yùn)用核聚變發(fā)電，而是采用了核聚變與核裂變相混合的模式，即先讓核燃料進(jìn)行小型的可控聚變，等待中子能量提升后，再讓它們轟擊原子開始裂變，整個(gè)過(guò)程將在名為Z-FFR的混合聚變堆進(jìn)行。

與傳統(tǒng)的核裂變發(fā)電站相比，混合模式不僅提高的核能的運(yùn)用率，還提高了安全性，假如混合聚變堆出現(xiàn)了失控，只要切斷聚變的高溫和高壓就能立刻終止整個(gè)反應(yīng)堆，不會(huì)像核裂變那樣失控爆炸。

之所以沒有采用全部核聚變的方式，則是因?yàn)槟壳叭祟愡�沒有能夠100%支持核聚變發(fā)電的點(diǎn)火技術(shù)。

前面我們提到，核聚變需要超高溫與超高壓支持，并且要在聚變過(guò)程中持續(xù)下去，這樣就需要一個(gè)相應(yīng)的點(diǎn)火裝置，就像發(fā)動(dòng)機(jī)的火花塞一樣，能夠時(shí)刻支撐反應(yīng)過(guò)程。

而當(dāng)下只有激光點(diǎn)火和磁約束等離子體核聚變兩種點(diǎn)火裝置，前者通過(guò)高頻脈沖的輸出點(diǎn)燃核聚變?nèi)剂希�需要極高的電容支撐，但人類還沒有能力產(chǎn)出如此大的電容器，后者通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)核聚變進(jìn)行控制，我國(guó)取得的相應(yīng)成果也在這方面，雖然一直在進(jìn)步，但技術(shù)成熟直至實(shí)際運(yùn)用還遙遙無(wú)期。

不過(guò)人類并非一下子就擁有了飛向太空的能力，我們也不能操之過(guò)急，要求一步登天掌握創(chuàng)造太陽(yáng)的技術(shù)，只要一直在前進(jìn)，離目的地就會(huì)更近一點(diǎn)，終有一天能夠完全掌控核聚變技術(shù)，徹底實(shí)現(xiàn)人類的能源解放。