第十九章 可控聚变
解决完【人性】的任性,夏安终于有心思开始努力“工作”。
他先是花费了三天时间,穿越历史长河,见证了核聚变的这个概念从产生到目前最新实验的演变。
1919年,英国物理学家卢瑟福,从实验证实足够大量的轻原子核可以在人工控制下相互碰撞发生核反应转化为另一种原子。
1920年,亚瑟·爱丁顿提出氢氦聚变可能是恒星能量的主要来源。
1929年,阿特金森和奥特麦斯从理论上计算了氢原子聚变成氦原子的反应条件。计算结果表明,轻原子的聚变反应需要在几千万度高温下进行。
1934年,澳大利亚物理学家奥利芬特用氢的同位素氘(D)轰击氘,生成一种具有放射性的新同位素氚(T),实现首个D-D核聚变反应。
1938年美国物理学家贝特证明太阳能源来自它的内部氢核聚变成氦核的热核反应,他提出了“碳循环”和“氢循环”核聚变理论来解释太阳和其他恒星。
1942年美国普渡大学的施莱伯和金,用氢的同位素氘(D)轰击同位素氚(T),实现首个D-T核聚变反应。在此后的研究中,有关D-T核聚变反应的研究一直是可控核聚变领域的一项重要分支。
1952年,在西太平洋埃尼威托克岛秘密爆炸了一颗氢弹,爆炸时产生的巨大能量标志着人类成功的实现了【不可控核聚变】。
1957年日内瓦召开的原子能国际大会,大会正式决定展开国际合作与交流。
1957年,英国科学家劳森研究在理想循环的脉冲聚变反应堆中的能量平衡问题。
1963年,苏联科学家巴索夫和1964年华国科学家王淦昌分别独立提出了用激光照射在聚变燃料靶上实现受控热核聚变反应的构想,即【激光核聚变】。
1968年,苏联物理学家在托卡马克装置上取得非常好的等离子体参数,托卡马克逐渐成为了国际磁约束核聚变研究的主流设备。
1985年,国际热核聚变实验堆(ITER)计划启动,戈尔巴乔夫与里根在日内瓦峰会上提出了在核聚变方面的国际合作。进入21世纪后,中国、韩国和印度也相继加入(ITER)计划,使得该计划的研发能力得到加强。
1991年,欧洲联合环(JET)首次采用氘氚放电,获得1.7MW的聚变功率。
1994年,在美国的TFTR氘氚放电实现超过11.5MW的聚变功率。
1997年,JET聚变功率输出16.1MW。
2005年,中国科学院等离子体所建成了世界首个非圆截面全超导托卡马克——EAST实验装置。
2015年,由中国工程物理研究院参与建造的神光-Ⅲ激光装置主机建成并全面达到设计指标。
2018年,中国可控核聚变首次实现1亿度运行。
2020年,ITER计划重大工程安装启动仪式在法国该组织总部举行。
2021年,中国科学院等离子体所对EAST实验装置进行升级,并实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行。
2022年12月,美国能源部宣布:其下属的劳伦斯利弗莫尔国家实验室科研人员在劳伦斯利弗莫尔国家实验室“国家点燃实验设施”进行了历史上首次可控核聚变实验。此次核聚变实验中,输入了2.05兆焦耳的能量,产生了3.15兆焦耳的聚变能量输出。
2023年,日本国家聚变科学研究所和美国TAE技术公司携手,首次在磁约束聚变等离子体中实现了氢—硼聚变实验。
2023年8月25日下午,新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展,首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行。
【哎,我说怎么不急,原来都整的差不多了!】
夏安感觉有些无语,本以为这传了一个世纪之久的超级课题,还需要自己利用金手指来完成,没想到就算没有自己,别人都快干完了。
为了体现自己的作用,夏安开始做起了笔记。
按照夏安的理解,【可控核聚变】可以分为两个阶段,一阶为【热核可控聚变】,二阶为【冷核可控聚变】。
二阶的暂时不谈,一阶【热核可控聚变】又分为前,中,后三个时期。
前期为【磁约束】,中期为【惯行约束】,后期为【引力约束】。
很明显,目前开发出来的正是一阶初期【磁约束】。
一阶【热核可控聚变】的原理利用,需要解决的主要问题就是【高温】,上亿摄氏度的高温。
一旦达成了“高温”条件,原子核就会因为布朗运动,自发的产生聚变效应。
而达成这个“高温”条件的方式则对应着【热核可控聚变】的三个阶段。
首先是零阶的【氢弹】聚变,利用核裂变反应的高温来使得短时间内产生剧烈的聚变反应,虽然释放了大量能量,但由于不可控,所以排在零阶。
然后是一阶初期的【磁约束】聚变,利用庞大的,复杂的,造价高昂的托卡马克装置,可以实现高温等离子的磁约束,然后在约束范围内强行达成高温条件。
虽然截止目前因为【材料】等【工业】等原因,还无法制造出可持续使用的核聚变反应堆,但是近两年已经实现了零的突破。
至于一阶中期的【惯行约束】,或者说【激光约束】,以目前的工业和激光技术来说,还无法达到点火条件。
另外一阶后期的【引力约束】,目前由于【引力】科技还是空白,所以也基本只是个理论而已。
而之前夏安由于不懂行情,所提出的【精准对撞】猜想,其实对应的是二阶的【冷核可控聚变】。
前不久专家们提供的【可控核聚变反应堆】设计方案,其实只不过把ITER组织的曾经的设计图拿出来炒冷饭而已。
看到这里,夏安感觉愤怒了。
虽然通过【虚拟引擎】叶片,夏安已经验证了这份设计图的可行性。但是这就好像被人调戏了一样,玩儿着别人玩儿剩下的,还自以为是的装X。
最主要的,这些人居然还要可耻的求了6吨的实验室制备量,这纯属不拿豆包当干粮。
【要搞就搞大的,炒冷饭有设么意思!】
夏安想着,又从树苗空间回到了“现实”。
科技树公司总部,执行董事办公室。
【小李,给我打电话给聚变项目组,让他们明天全部过来开会!】
【就说夏总被忽悠了,后果很严重!】
“好的,夏总”
李江不知道发生了什么让夏安这么生气,只感觉后背冷汗连连。