不久前，中科院合肥物质科学研究院有＂人造太阳＂之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），创造了一项新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，将原来的1亿摄氏度运行20秒纪录延长5倍。新纪录进一步证明了核聚变能源的可行性，也是向核聚变能源应用迈出的重要一步。 可控核聚变：新能源之王——简谈第四次工业革命核心科技之新能源之王：可控核聚变 文/陈思进 我在《石墨烯：未来极具潜力的新材料》（《科普时报》2021年07月02日第02版首发：https://www.toutiao.com/i6980269002119528964/ ）一文中，简谈了第四次工业革命核心科技新材料之王——石墨烯，在此文中，再来谈一下新能源之王：可控核聚变。 我曾在《漫谈＂卡尔达肖夫文明指数＂（上）》（《科普时报》2020年04月17日第03版首发）的文章中提及，前苏联天体物理学家尼古拉·卡尔达肖夫认为，宇宙中的一些文明可能比我们领先几百万年、甚至几十亿年。1964年，在观测了类星体CTA-102之后，根据一个文明所能够利用的能源量级，他提出了卡尔达肖夫指数（Kardashev Scale）——一种量度文明层次及技术先进程度的假说。 在这个分类体系中，卡尔达肖夫认为：从整体来看，一个文明主要取决于两样东西：能源和科技。能源是发展科技的前提，一个文明产生的能源越多，他们的科技就越发达，所有的文明发展都需要利用能源。 而根据能源消耗，可以用来假设和衡量潜在的文明水平。据此，卡尔达肖夫最初提出用能量级把文明分成三个量级：I型、II型和III型（之后，科学家根据这个模型，将其扩充到七级），即卡尔达肖夫指数，其中，I型文明使用在它的故乡行星所有可用的能量，一般认为目前人类正处于这个文明阶段；II型文明（或称行星文明）可以使用和存储所在行星上的所有可用资源，巧妙地驾驭整个世界的能量输出，要达到这一级的文明，至少要掌握可控核聚变技术。 先来简述一下人类研究核聚变的历史吧。 科学家很早就发现核能主要有裂变能和聚变能两种形式。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，称为核裂变，比如原子弹和核电站的巨大能量来源。一千克铀-235，能够产生2万兆瓦小时能量，相当于燃烧2000吨煤所释放的能量。但是核裂变有很大的劣势，比如原料稀有、产生放射性难以弱化的核废料，而且还可能产生核泄漏，如切尔诺贝利。 与其相反，如果是由较轻的原子核变化为较重的原子核，则称为核聚变。人们常说，万物生长靠太阳。在太阳内部无时无刻不在发生核聚变，为大自然带来最普遍的能量来源。 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。在卢瑟福的核嬗变实验基础上，马克·奥利芬特于1932年完成了氢同位素的实验室聚变。1930年代，汉斯·贝特提出了恒星核聚变主循环的理论。1940年代初，作为曼哈顿计划的一部分，用于军事目的的核聚变开始被研究。1951年，在核试验中完成了核聚变。1952年11月1日，在常春藤麦克氢弹试验中首次进行了大规模核聚变。 之后，科学家发现了这种核聚变能具有很多优点，可能成为人类未来理想的无限的清洁安全能源，便开始研究用于民用目的的受控核聚变。 言归正传。核聚变是指将两个较轻的核结合而形成一个较重的核，以及一个极轻的核（或粒子）的一种核反应形式。在此核聚变过程中，物质并没有守恒，而是根据爱因斯坦的质能方程E = mc²，一部分正在聚变的原子核的物质，被转化为巨大能量的释放。 视觉中国供图 在自然界中，最容易实现聚变反应的是氢的同位素——氘和氚的聚变。核聚变反应堆的原理很好理解：将氘和氚的混合气体加热到等离子态，即温度高的能使电子脱离原子核的束缚，让氘原子核和氚原子核自由运动，并发生直接接触，便能产生新的氦核和新的中子，并释放出巨大的能量。经过一段时间，反应体就不需要外来能源的加热了，核聚变的温度已足够使原子核继续发生聚变。在这个过程中，只要将氦原子核和中子及时排除，输入新的氘和氚的混合气体到反应体，核聚变就能不断地持续下去，将产生的能量一小部分留在反应体内，维持链式反应，其他大部分就可以输出，作为能源来使用了。 在地球上，核聚变的原料储量极其丰富，因为其主要燃料是存在于海水之中的氘和氚。据估算，一升海水提取的氘能产生的聚变能源，相当于300升汽油完全燃烧释放的能量。如果能将海洋中的数量多达45万亿吨的氘元素，全部应用于核聚变的话，释放的能量足够人类使用几百亿年。 此外，氘和氚反应的生成物是氦气，没有放射性，对环境无害。而一旦造成反应的等离子体熄灭，聚变反应就会终止，因此聚变燃料的保存运输、聚变电站的运行都比较安全。 这么优质的能源如何才能被人类获取并加以利用？ 对此，科学家想到了一个好办法，就是在地球上建造一套核聚变装置，像太阳一样发生核聚变反应，从而源源不断地产生能量，这种大科学装置俗称＂人造太阳＂。随后，利用这种装置产生核聚变能的科学可行性，也得到了进一步的验证。 然而，要真正实现核聚变发电并不容易，根据科研人员的介绍，想实现聚变反应，首先温度要达到1亿摄氏度以上，使聚变燃料完全电离，并在保证等离子体密度的前提下，将高温等离子体维持相对足够长的时间，不泄露不逃逸，才可能释放出足够多的能量。为攻克这两大难关，几十年来，各国科学家一直在不断进行探索和实验。 未来，如果能实现＂可控核聚变＂，将彻底改写人类的能源版图。目前来看，托卡马克核聚变实验装置被公认为是探索、解决未来稳态聚变反应堆工程及物理问题的最有效途径，是地球寻找聚变能源出路的希望。 我们期待早日掌握和利用核聚变，人类早日进入卡尔达肖夫的行星文明！ 2021年07月09日写于多伦多安大略湖畔
两波冷空气安排上，南方真的又要下雪了，分析范围不大，时间短元旦小长假即将结束，从1月3日的卫星云图可以看到，我国大范围地区可以说都是保持晴天的模式，同时大部地区的降水也非常的稀少，所以气温有明显的升温状态，在1月3日早晨，最低气温0度线也地球正在喝水，每年近1亿吨，最后水去了哪里？地球上的水资源被海洋占了绝大部分，地球表面积近71的部分都被海洋覆盖，而人类可以引用的水大约只占到了总水量的2左右。到目前为止，人类探索过的海底世界很有限，应该有95的海底世界都尚局部大暴雨，今年来最强降雨袭击南方，权威预报多省罕见强雨水来了，2021年以来最强降雨袭击南方地区，这也是入冬以来，南方地区的最大范围降雨天气，并且强度，覆盖面积最大的降雨，所以这次将彻底改变我国南方偏旱的模式。当然虽然这是属于冬季降雨，除了杨振宁，钱学森和袁隆平成就那么多，为何没获得诺贝尔奖？杨振宁在而立之年获得了诺贝尔物理学奖1922年10月1号，杨振宁先生在安徽合肥出生，于1944年拿到清华的硕士学位。1945年的时候，拿到穆藕初奖学金的杨振宁开启了自己的赴美求学之西方的人体和东方的人体哪个部位不同？从很多人的第一反应来说，非洲人就是黑皮肤，他们懒到不想种地，甚至连房子都不会修西方人就是那些拥有金发碧眼的白皮肤人种，走在大街上大家都忍不住多看几眼的那种东方人就是中国人和日本人这全国大范围升温！万里无云，别急，寒冷将回归，分析南方要下雪全国大范围地区都已经升温了，虽然体感温度依然比较低，但是阳光明媚的地区还是不少，从1月12日风云卫星图像来看，我国中东部基本上都是万里无云，所以天气非常的好，当然如今也并不意味着我阵风8级，北方大风堪比台风，全国性寒潮来了，东北局部大雪暴雪1月14日上午，我国南方地区地区可以说大范围地区还在升温，并且不少地区是直逼近20度，完全没有冬季的寒冷，但是万万没想到的是，新一轮的冷空气又来了，2021年第2波全国性的寒潮已经北京下雪了，华东东北雨雪范围扩大，权威预报还有两波冷空气1月25日早上，随着冷空气不断东移，我国华北，东北地区的降雪已经出现了，北京房山门头沟丰台朝阳等地在今日已观测到雪花飘落。所以东北华北地区的降雪范围扩大，增强了。在过去的一天，我国台风预警，今年1号台风即将生成，权威预报南方新一轮降雨快了2021年已经到2月下旬了，西北太平洋以及南海地区最初虽然在1月出现了一个台风胚胎，但是并没有发展成为今年的1号台风。而在2月中旬，又出现了一个91W台风胚胎，这个台风胚胎在缓慢的110毫米，南方大风降雨有点强，权威预报华南多省大范围暴雨在2月7日，我国南方的抗旱喜雨已经开始下来，其中云南红河，西双版纳局部地区还出现了暴雨，在2月8日，这波降雨还将持续的升级，并且强度范围都要继续扩大，所以将彻底缓解我国偏旱的气候模春节台风真要来？寒潮暴雪预警，权威预报北方9省市有雨雪大年初三，西北太平洋以及我国陆地区域气候又发生了转变，主要就是台风胚胎以及冷空气的发展，首先我们来看看形成的新台风胚胎91W，如今该台风胚胎还在菲律宾远海地区发展，中心位置位于6。