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首页-盛煌-「国际认证平台」

2022-11-30 10:18:33 yqs888 0

首页-盛煌-「国际认证平台」报道,全世界最大核聚变实验计划(ITER)的一个关键组件已经在中国被制作出来,标志着这个国际合作项目取得了突破性进展。

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一、什么是ITER“人造太阳”计划?

全世界最大核聚变实验计划(ITER)是全球规模最大国际科研合作项目,是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克,俗称“人造太阳”,耗资超过50亿美元。ITER计划将历时35年,其中建造阶段10年、运行和开发利用阶段20年、去活化阶段5年。我们中国于2006年签了ITER计划协定,正式加入了该科研计划。

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二、我们中国离可控核聚变还有多远?

11月22日,中核集团核工业西南物理研究院传出消息,全球最大“人造太阳”核心部件——增强热负荷第一壁完成首件制造,达到了批量生产的标准。这标志着中国全面突破“ITER增强热负荷第一壁”关键技术,实现该项核心科技持续领跑。

我们中国制造出来的这个增强热负荷第一壁直接面对芯部1亿摄氏度高温等离子体,是ITER最关键的堆芯部件,涉及聚变堆建设的核心技术。

人类要实现可控核聚变有多难?

要实现核聚变,离子温度、等离子体密度、能量约束时间这三个变量必须达到一定的数值才具备点火的先决条件。一般认为装置中产生的等离子体电流达到100万安培(1兆安)是实现聚变能源的必要条件。

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2021年,我国的中科院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克装置就实现了在7000万摄氏度高温下,稳定运行了1056秒的世界纪录,在1.2亿摄氏度下运行了101秒。

2022年10月,中核西南物理研究院的HL-2M装置制造出1.5亿℃的高温,同时等离子体电流突破100万安培(1兆安),创造了我国可控核聚变实验装置运行新纪录。

意味着我国的“人造太阳”装置已经满足基本的点火要求,实现可控核聚变有希望了,这很有可能让我们中国成为世界上第一个掌握可控核聚变技术的国家。

如果中国能率先掌握可控核聚变技术,这将会成为改变14亿中国人,乃至80亿地球人生活与命运的世纪大事件。

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三、为什么说可控核聚变技术是第五次工业革命的关键?

我们中国一旦掌握了可控核聚变技术,那么目前困扰我国的几个大难题将会得到彻底解决。

第一个是能源危机:

我们中国是全球最大的能源进口国,煤炭、原油、液化天然气进口都高居世界第一。仅2021年,中国进口煤炭3.2亿吨;进口原油51,298万吨;进口天然气12,136万吨,从进口依存度看,2021年中国的石油、天然气、煤炭的进口依存度分别为72.1%、45.5%、7.3%。

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如果通过核聚变来发电,那么这一切都将会被改变。核聚变的原料是氘和氚,根据不完全统计,目前地球上的海水里的氘元素就超过444亿吨,而提取1升海水里的氘元素,通过核聚变产生的能量就相当于300万升汽油蕴含的能量。

现在我们的电力主要来源是煤炭火力发电、水电站的水电,工业用电价格在几毛钱一度这样。如果采用核聚变来发电,用电价格也许可以降到1分钱,或者是接近免费。

这样的未来,想一想都觉得非常爽。

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第二个是粮食危机:

大家都知道,淀粉是粮食最主要的成分,也是食物中最重要的营养成分,提供全球超过80%的卡路里,同时也是重要的饲料组分和工业原料。之前人类社会都是通过植物,比如水稻玉米等的光合作用来产生淀粉。

而在2018年,我国的科学家在实验室首次人工成功通过二氧化碳合成了淀粉。中国人工合成淀粉是这个领域的一个重大突破,在国际上也是首次。这种人工途径的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。

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当然了,这个人工合成淀粉还需要到另外一个最关键的东西,那就是能量或者是光照,这个主要是通过电力来转化。如果通过核聚变产生的电力足够便宜,足够多,那么我们就可以在实验室大规模人工合成淀粉了。