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在用氢弹发电这件事上,中国和美国差距多少

发布时间:2023/6/23 16:11:54   
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自从奥本海默成功试爆了第一颗原子弹,核技术就彻底改变了世界的走向与格局。如今,除了运用于武器,核技术更多的运用在能源产业。世界上许多国家都建立了自己的核电站。与传统能源相比,核能产出巨大而成本低廉,在管控合理的情况下,几乎不会对周边环境产生影响。

然而如今所有的核电站中所运用的核能技术,均是核裂变反应。核裂变反应需要用到的钚、铀、钍等元素虽然存量尚可,但毕竟有限,且这类资源基本不可能再生。但核聚变反应所需要的氘、氚等元素在海洋中储量巨大,可以极大降低原料成本,且不会造成长时间的辐射污染。因此,许多国家都将可控核聚变技术的研发摆在重要位置。

核聚变其实就是氢弹的原理,然而,理论上来说就是用氢弹发生反应时产生的能量进行发电,但是本身可控核聚变技术的研发困难重重。核裂变反应可以通过石墨棒与重水等手段抑制其反应速度,但是聚变反应的放能速度与频率远超裂变反应,若是想要约束放能范围,就需要耐受性极高的高分子材料,以及迅捷的能量转换方式。

如今主流的高温反应体的约束方式有两种。其中一种是惯性约束,即通过小空间内的压缩与电子束来创造微型聚变反应,再将其释放的部分能量用于下一次的压缩。而这一理论正是由中国科学家提出的。另一种则是磁力约束,通过强大的磁场为带正电的原子核制造“跑道”,让它只能向固定方向释放能量,从而更有效率的转换能源。这也是西方国家中的主流。

年,国际热核反应堆项目(IETR)正式立项。再往后的十多年中,虽然在高约束等离子体等领域取得了不小的进展,但依然在聚变的可持续性上难以找到突破口。而美国此次提出,将会在20年内实现核聚变发电站的建设,现在看来依然只是空中楼阁。

在用氢弹发电这件事上,中国和美国差距多少?其实,在这个项目上,中方是领先半步的。但中国方面最近传来了不错的消息。年时,中国聚变工程实验堆(CFETR)正式立项,汇集了中科院的各种尖端教授,并有中科院提供人才培养,预计将在年实现可控核聚变技术的完全突破。据悉,最近CFETR将召开新的会议,就技术难点做出商讨。对于可控核聚变技术的未来,我们拭目以待。



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