Konstrukce nejlepšího hostitele pro čínské jaderné fúzní zařízení začala komplexně
1. října byl proveden klíčový průlom při výstavbě čínského jaderného fúzního zařízení nejlepší.
Základna vážící více než 400 tun byla úspěšně nainstalována a bude použita k přepravě nejlepšího hostitele s celkovou hmotností asi 6700 tun, což znamená komplexní začátek konstrukce pro hostitele těžkého stroje hlavní země.
V budoucnu bude toto zařízení první mezinárodně ověřenou demonstrací výroby energie jaderné fúze a očekává se, že do roku 2030 rozsvítí první světlo prostřednictvím jaderné fúze.
Jaderná fúze: Konečné heslo pro zkoumání kosmické energie
Od tajemství nepřetržitého pálení slunce po dobu 4,6 miliardy let až po konečné pronásledování lidstva o „nevyčerpatelné“ čisté energii byla jaderná fúze vždy jedním z nejvíce oslnivých výzkumných směrů v oblasti vědy. Není to jen hlavní hnací síla, aby hvězdy emitovaly světlo a teplo ve vesmíru, ale také řezací technologii -, která má potenciál zcela změnit lidskou energetickou krajinu.
Jednoduše řečeno, jaderná fúze se týká procesu lehčích atomových jader (jako jsou izotopy vodíku Deuterium a Tritium) překonávání elektrostatického odpuzování (Coulomb odpuzování) mezi jádry při extrémně vysokých teplotách a tlacích, srážkou a fúzí do těžší atomových jader (jako je jako helium). Tento proces sleduje Einsteinovu rovnici hmotnostní energie "E=MC ²" - Celková hmotnost fúzovaného nového jádra je o něco menší než součet hmotností obou jádra před fúzí a snížená hmotnost) bude uvolněna ve formě energie, přičemž energetická hustota je mnohem přesahující hustotu, která je v současné době používána lidmi.
Abychom pochopili energetickou intenzitu jaderné fúze, je zapotřebí pouze jedna sada porovnání dat: energie uvolněná fúzní reakcí 1 kilogramu deuterium tritium směsi je ekvivalentní teplem generovaném spalováním 27 000 tun standardního uhlí nebo energií generovanou úplným spalováním 120 tun benzínu; Energie uvolněná jaderným štěpným palivem stejné kvality (jako je uran - 235) je však pouze asi 1/4 energie uvolněná jadernou fúzí. Ještě důležitější je, že zdroje paliva pro jadernou fúzi jsou téměř nekonečné - Deuterium je v mořské vodě na Zemi široce přítomno a každý litr mořské vody obsahuje deuterium, které může uvolňovat energii ekvivalentní 300 litrům benzínu prostřednictvím fúze. Deuterium obsažené v mořské vodě po celém světě může uspokojit energetické potřeby lidstva více než milion let; Přestože je Tritium ve povaze extrémně vzácný, může být uměle připraven reagováním lithia (prvek hojného v zemské kůře) s neutrony a není problém „nedostatek paliva“.
Dosažení kontrolovatelné jaderné fúze však není snadný úkol a jeho hlavní výzva spočívá v „jak vytvářet a udržovat extrémní podmínky pro jadernou fúzi“. Uvnitř slunce, gravitační kolaps vytváří vysokou teplotu 15 milionů stupňů Celsia a vysoký tlak 250 miliard atmosféry, přirozeně splňuje „podmínky zapalování“ pro jadernou fúzi; Ale na Zemi lidé nemohou replikovat tak silnou gravitaci a mohou simulovat extrémní prostředí pouze technologickými prostředky. V současné době existují dva směry běžného výzkumu:
Jedním typem je fúze magnetického uvěznění, reprezentovaná mezinárodním termonukleárním experimentálním reaktorem (ITER), běžně známým jako „umělé slunce“. It uses a super strong magnetic field (about 100000 times stronger than the Earth's magnetic field) to confine plasma (the fourth state of matter where atomic nuclei and electrons are separated) with a temperature of up to 150 million degrees Celsius in a circular vacuum chamber (tokamak device), avoiding high-temperature plasma from contacting the device wall and causing cooling, while continuously heating the Plazma pro splnění podmínek potřebných pro fúzní reakce. V roce 2023 dosáhlo čínské zařízení „umělé slunce“ (východ) nepřetržitý provoz plazmy při 120 milionech stupňů Celsia po dobu 403 sekund, stanovil světový rekord a položil základ pro následné experimenty ITER.
Dalším typem je inerciální fúze uvěznění, reprezentovaná Národním zapalovacím zařízením (NIF) Spojených států. Zaměřuje se na 192 vysokých - energetických laserů na deuterium tritium cíl s průměrem jen několika milimetrů, zahřívá cíl na 30 milionů stupňů Celsia a komprimuje ji na 100krát větší hustotu zemského jádra ve velmi krátkém období (asi 10 bilionů v druhém), přičemž plnosti je plně vazebnou, přičemž plně v sekundách), přičemž úplnou úlodu se v sekundách), přibližně v plném stavu), přičemž se v sekundách přibližně zmizí na hustotu zemského jádra (asi 10 bilionů). není možné. V prosinci 2022 dosáhl NIF poprvé „čistý energetický zisk“ - Energie uvolněná fúzními reakcemi překročila energii vstupního laseru, což znamenalo hlavní průlom v inerciální otřesové trase.
Kromě vysoké hustoty energie a hojného paliva má jaderná fúze také konečnou bezpečnost a environmentální přívětivost. Na rozdíl od jaderného štěpení budou jaderné fúzní reakce okamžitě ukončeny, jakmile budou ztraceny extrémní podmínky (jako je přerušení magnetického pole nebo zastavení laseru) a nehrozí riziko „roztavení základního stavu“; Hlavním reakčním produktem je helium (non - toxický a neškodný inertní plyn), který neprodukuje dlouho - termín radioaktivní odpad, jako je jaderné štěpení, a nemá téměř žádné znečištění do životního prostředí.
Přestože lidské bytosti dosud nedosáhly komerční výroby energie jaderné fúze (očekává se, že budou vyžadovat 30-50 let technologických průlomů), každý krok pokroku v jaderné fúzi, od přirozené fúze slunce po postupné průlomy v laboratoři, tlačí lidstvo blíže k cíli „energetické svobody“. V budoucnu, kdy se elektrárny jaderné fúze šíří po celém světě, se lidstvo zcela osvobodí od závislosti na fosilních palivech, vyřeší globální problémy, jako je změna klimatu a nedostatek energie, a ohlašuje se v nové éře založené na čisté a neomezené energii.
