Началось строительство термоядерного реактора, инвестированного Google Биллом Гейтсом. Когда наступит «энергетическая свобода»?

Многие знают, что одной из причин и условий существования жизни на Земле является надлежащее расстояние от Солнца, которое дает нам свет и тепло. Позже люди обнаружили, что солнце может давать энергию, поэтому мы начали использовать солнечную энергию, но это не соответствовало темпам человеческого развития, поэтому мы также хотим иметь собственное «искусственное солнце».

«Искусственное солнце» на самом деле относится к устройству для реакции ядерного синтеза. В ядерном синтезе участвуют атомы с меньшей массой, такие как изотопы водорода, дейтерий и тритий, которые заставляют два ядра сталкиваться и полимеризоваться при чрезвычайно высоких температурах с образованием новой более тяжелой массы. Ядро обычно представляет собой изотоп гелия. Огромная энергия, производимая во время реакции, такая же, как реакции, происходящие внутри звезд, таких как Солнце, поэтому устройство для реакции ядерного синтеза называется «искусственным солнцем».

В настоящее время ядерная энергия используется почти всегда в форме ядерного деления. Если вы хотите использовать ядерную энергию стабильно и эффективно, стоит попробовать изменения в ядерной агрегации. Не так давно Commonwealth Fusion Systems (CFS), исследовательская компания в области ядерного синтеза, в которую вложили средства Билл Гейтс, Google и многие частные инвестиционные компании, начала строительство термоядерных реакторов площадью около 47 акров.

Хотя имеется не так много подробной информации о конструкции устройства и конкретных планах этого термоядерного реактора, это показывает, что люди сделали еще один шаг к успешному использованию ядерного синтеза.

Фактически, развитие истории человечества всегда неотделимо от изменений в использовании энергии. В последние несколько столетий ископаемое топливо, которое мы получали из земной коры, производило электричество и все, что впоследствии быстро развивалось.

Однако, хотя ископаемое топливо и другие невозобновляемые источники энергии принесли нам бесчисленные удобства, они также принесли клубы дыма и множество экологических проблем. Даже их нехватка невозобновляемой энергии стала проблемой. Если мы хотим решить эти проблемы и дать людям возможность продолжать процветать на голубой планете, поиск новой энергии является неотложным.

Солнечная энергия, а также энергия ветра, водная энергия, биоэнергия и другие возобновляемые источники чистой энергии имеют низкий уровень загрязнения и могут быть регенерированы сами по себе, но ограничены естественными условиями. Поэтому степень использования такой энергии необходимо повысить.

По сравнению с этими источниками энергии многие люди предпочитают ядерную энергию: использование ядерной энергии для выработки электроэнергии приводит к меньшему загрязнению окружающей среды, высокой плотности энергии и более высокой эффективности использования. В настоящее время во многих странах есть атомные электростанции, но почти все они используют цепную реакцию ядерных реакторов деления для выработки энергии. Как поступить с радиоактивными материалами в реакторе и чрезмерным отходящим теплом, выделяемым в процессе реакции, и возникающим в результате тепловым загрязнением? Несколько произошедших на данный момент аварий на атомных электростанциях достаточно, чтобы показать, что это также проблема, которую невозможно решить. игнорируется.

Поэтому на пути к исследованию новых источников энергии люди возлагают свои надежды на ядерный синтез с более эффективным использованием. Во-первых, по сравнению с ядерным делением, он также может выделять огромное количество энергии во время реакции, а энергия, производимая ядерным синтезом, в несколько раз больше, чем ядерное деление. Во-вторых, с отходами, образующимися в результате ядерного синтеза, следует обращаться лучше, чем с отходами и загрязнениями, возникающими в результате ядерного деления. Кроме того, сырье, необходимое для ядерного синтеза (обычно изотопы водорода дейтерий и тритий), содержится в морской воде в изобилии, и сырье можно получить путем обработки материалов на основе лития.

Хотя эффект ядерного синтеза хороший, для завершения управляемого ядерного синтеза необходимо выполнить несколько чрезвычайно сложных условий: температура активной зоны реактора должна достигать не менее 150 миллионов градусов; плазма, участвующая в реакции, должна иметь достаточную плотность; термоядерный синтез Реакция должна сохраняться достаточно долго. С 1950-х годов ученые начали изучать реакционные устройства, которые могут достичь этих условий.

В настоящее время наиболее осуществимым управляемым устройством для реакции ядерного синтеза является сверхпроводящий токамак, представляющий собой циклический контейнер, в котором для достижения управляемого ядерного синтеза используется магнитное удержание, такое как Международный проект термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР). Это использование этого устройства который официально вступил в завершающую стадию монтажа в 2020 году. Устройства SPARC, исследованные компаниями CFS, вложенными Биллом Гейтсом и Google, также разработаны на основе токамака.

Кроме того, нельзя недооценивать достижения моей страны в области ядерного синтеза. Расположенное в Институте материаловедения Хэфэй Китайской академии наук, полностью сверхпроводящее экспериментальное устройство ядерного синтеза токамака (EAST), известное как «Восточная гипер петля», установило новый мировой рекорд 28 мая 2021 года и достигло нового уровня. мировой рекорд: повторная плазменная операция при 120 миллионах градусов Цельсия в течение 101 секунды и 160 миллионах градусов Цельсия в течение 20 секунд.

Хотя у людей есть хорошее представление о ядерном синтезе, существует еще много трудностей. Многие ученые во всем мире работают над этим. Если это удастся успешно реализовать, человечество в определенной степени станет неисчерпаемым. «Большой взрыв технологий», описанный в «Трех телах», исследования людей уходят в глубины вселенной, и, возможно, это уже не фантастика.

# Добро пожаловать, чтобы подписаться на официальный аккаунт Aifaner в WeChat: Aifaner (идентификатор WeChat: ifanr), более интересный контент будет предоставлен вам как можно скорее.

Ai Faner | Исходная ссылка · Посмотреть комментарии · Sina Weibo