神秘核聚变能离我们还多远?
发布时间:2015-12-15 23:16阅读:647
1亿摄氏度和1000秒
电离是电子离开原子核的过程,电离后的物质就由带正电的原子核和带负电的电子组成,在形态上,等离子体异于固体、液体和气体,是状似“浆糊”的第四态物质,因此等离子体也被称为电浆。
1950年发明的仿星器(Stellarator)的原理就是模仿恒星,利用巨大的电磁室来进行受控核聚变反应研究。实验室的未来目标是把被约束起来的氢同位素氘加热到1亿摄氏度的高温,创造类似在太阳内部发生核聚变的必要条件,继而持续产生能量。
有资料举例,如果令一升海水中提取出来的氘作为燃料发生完全核聚变,那么将释放相当于300升气候燃烧时所释放的能量。
中国科学院合肥物质科学研究院副院长李建刚曾向媒体表示,假如每年要烧100万吨煤用于发电,那么如果用核裂变代替煤电能源一年需要5吨铀,但用核聚变一年只要100公斤的重水。
可见,核聚变能具备为人类源源不断提供高效能源的潜力。但是,由于核聚变受控难度巨大,人类离用上核聚变能产生的电力还有很长一段距离。
简单地说,要稳定地利用核聚变必须首先满足两个条件。一是把氚或氘的等离子体瞬间加热到1亿摄氏度,二是至少持续1000秒以达到持续反应。可见,受控核聚变的一个核心课题是等离子体的约束技术。
过去半个多世纪里,科学家从未停止过对利用核聚变能的探索。但是,得到核聚变能所需要的温度之高和离子受控的难度之高共同决定了这项实验的漫漫长路。
德国9年前便开始在东北部城市格赖夫斯瓦尔德建造Wandelstein X-7,去年5月组装完成进入运行准备阶段,目前已经在该研究上花费了10亿欧元,德国联邦政府承担了其中70%的费用。
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