什么是核聚变?什么是可控核聚变?众所周知,有一种可怕的武器叫氢弹,爆炸后能产生巨大的能量,从而杀伤敌人,在特种武器中也不会轻易使用。
氢弹之所以能有这么大的威力,是因为其中发生了一种叫做“核聚变”的核反应。在核聚变过程中,氢的同位素氘和氚的原子核融合在一起,形成更大的原子核,释放出巨大的能量。
我们说“万物生长靠太阳”,太阳之所以能普照全球,释放出巨大的能量,是因为太阳核心不断发生核聚变反应。
而且我们注意到,核聚变反应,无论是燃料还是产物,都是一种非常清洁的物质。与核裂变反应不同,反应物是放射性物质,产物也是放射性物质,带来很大的环境危害。切尔诺贝利核电站造成的恶劣影响记忆犹新。
既然核聚变能释放这么大的能量,而且是清洁的,那我们为什么不用核聚变发电呢?
的确,我们已经掌握了核聚变技术,但是氢弹里的核聚变反应太快了,所有的能量都在一瞬间释放出来,根本没有办法发电。
这就好比我们可以慢慢燃烧煤气来提供能量,但是煤气罐一点着就瞬间完了。我们希望核聚变慢慢地、一点一点地进行,这样我们就可以利用核聚变产生的能量来发电。这就是所谓的“可控核聚变技术”。
可控核聚变在技术上有很多难点,其中最难的是保持高温。氢气无处不在,那么为什么我们通常看不到氢气汇聚并发生核聚变反应呢?答案是,氢要进行核聚变反应,必须达到非常高的温度。这个温度有多高?也不是几百几千度。答案是:一亿度。
在这么高的温度下,没有任何材料能够承受,自然也就没有办法在任何时候保持这么高的温度,让核聚变反应稳定可控的运行。为了应对这一问题,科学家们想出了各种方法,其中一种方法别出心裁:如果所有有形的材料都无法耐高温,那么我们将使用一种无形的材料:磁性。
如下图所示,就是所谓的托卡马克装置。简单来说,这个装置就是利用磁力将氢气牢牢控制在一个小区域内,然后让核反应在这个区域内发生。
前阵子国内出了个大新闻,就是中国人造太阳东方稳定运行100秒。这个EAST装置正在进行受控核聚变试验,但目前只达到了5000万度的温度,离1亿度的目标还有一段距离。这是没有办法的。毕竟为了实现一亿度的高温,我们在科学上还有很多关键技术需要突破。
不过话说回来,可控核聚变原则上是可行的。目前还没有花太多的钱,已经有了初步的研究成果,所以根本不是“骗局”。随着时间的推移,我们可以掌握这项技术,并获得一种全新的能源。