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新闻动态

【上观新闻】《流浪地球2》中的这一技术如果实现,人类将拥有源源不断的清洁能源
发布时间:2023-02-23    1555   


来源:上观新闻 作者:黄海华

还记得科幻电影《流浪地球2》中推动地球的行星发动机吗?它所利用的可控核聚变技术,正是科学家们多年来孜孜以求的。“如果实现可控核聚变,人类就可以拥有源源不断的清洁能源。”2月22日,中国工程院院士、全超导托卡马克核聚变实验装置牵头人李建刚在“墨子沙龙”作主旨演讲。

人类的终极能源是什么

随着人类对能源的需求越来越大,化石能源在未来两三百年可能面临消耗殆尽。

当化石能源枯竭,未来如何维持?人类的终极能源是什么?“国际能源署曾组织全世界3000个科学家为之讨论了3年,我也是其中之一,最后大家得出一个结论:人类的终极能源=80%核聚变+20%可再生。”李建刚说。

为何是核聚变而不是核裂变?核裂变的原料铀、钍、钚三类元素在自然界中含量极少,仅澳大利亚、哈萨克斯坦、加拿大、俄罗斯储量较多。核裂变时产生的各种射线会对人体产生伤害,放射性物质对周围环境也会造成污染。

“星际旅行也要依靠核聚变才能实现。”李建刚介绍了核聚变的几大优势:首先,原料储量大。氘-氚聚变反应被认为相对容易实现,海水中蕴藏了约40万亿吨的氘,可用一百亿年。其次,氘-氚聚变反应的产物,无排放无污染,对环境是友好的。第三,核聚变反应具有“固有安全性”。“所谓固有安全性,意味着它什么时候都是安全的,就算发生事故,随时都可以停下来。”

能否在地球上“种太阳”

地球上的能源大部分来自太阳的核聚变反应,能否在地球上“种太阳”,以得到持续的能量产出?

20世纪50年代,苏联科学家提出一种名为“托卡马克”的环形磁约束聚变装置。大家熟悉的“钢铁侠”胸前就是一个托克马克装置。

如今,在安徽合肥的科学岛上,有一座大科学装置——我国自主研制的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)。“全世界最大的‘微波炉’就在我们这里。”李建刚说。

2006年,EAST首次成功获得等离子体。2021年,实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,创造新的世界纪录。

但要成为真正的“人造太阳”,需要解决两大难题:点火和持续燃烧。去年12月,美国在核聚变研究上首次实现可控“点火”,引起广泛关注,但其只做到了10-3次方秒,无法持续燃烧。

“我的最大梦想,就是有生之年用核聚变能点亮一盏灯,并能发电。”李建刚说,人类对能源的需求从来没有像现在这样紧迫,建议尽快开启聚变工程示范和商业应用进程。


题图来源:图虫 图片编辑:曹立媛