中国人造小太阳实现电子温度1亿摄氏度,走出了关键性的一步
人类诞生于地球之后,就一直在不断发展,而人类文明的发展离不开能源,从古至今,人类一直都在使用地球上的资源,只是古代基本没有科技,能使用的也是像树木,石头等大自然的天然资源,可是随着近百年前科技的兴起,科技的快速发展,让人类对资源的利用也多也起来。
人类百年科技大发展,让人类走出了地球开始探索宇宙,这一切离不开能源的快速发展,不过,现在人类在能源方面的发展已经到了一个瓶颈期,能源科技进步缓慢,如果能突破这个瓶颈,人类文明将会发生质的变化,文明等级可能直接跨入一个新的领域,我们也会走出太阳系进行探索。
那么这个关键性的能源是什么?其实它就是大家都知道的可控核聚变,自从50年前爱因斯坦破解质能方程式后,核能就进入了人类的视野,人们从原子弹爆炸的威力明白了核能的强大,近50年来,科学家一直在研究核能的应用,不过我们目前可利用的也只是核裂变,比如核电站。
核裂变由于各种限制,尤其是它的核污染,放射性等问题,注定它无法被广泛应用,而真正能够实现广泛应用的是核聚变。核聚变是比核裂变强大无数倍的能源,太阳内部时刻发生的反应就是核聚变,可能你不会想到,如此强大的核聚变反而是一种非常安全稳定和清洁的能源,它不会对地球造成任何污染。
正是由于核聚变不仅能量巨大,而且还是一种无污染能源,因此近年来,科学家加大了可控核聚变的研究,以期望它能早日实现,满足人类对能源不断增大的需求,同时也可以解决地球的环境污染问题。科技的快速发展,虽然带来了人类文明的快速进步,但同时也给地球的环境带来很大的破坏。
虽然我们知道现在很多能源都能够破坏环境,像煤炭 ,石油等,可是我们却无法离开它们,一旦全球停上使用煤炭,石油等能源,那人类的科技也会减缓发展,人类文明也会减缓发展,比如燃油汽车等,明知道对地球环境污染厉害,但能够禁止全球不再生产燃油汽车,不再允许燃油汽车上路吗?这当然是不可能的,而要让这些传统污染能源退出历史舞台,又要保护好环境,那必须要有一种既清洁又强大的能源出现才行。
而要解决地球科技发展和环境污染的问题,那必须要实现了可控核聚变才可以,那个时候,人类将不再需要其它能源,一座核聚变发电站产生的电量就可以满足数个省的用电需求,我国只需要几座大型核聚变核电站,就可以完全满足全国的用电需求,那个时候的电费也将会非常便宜,人们不再使用传统污染能源,那地球的环境自然会慢慢变得好转。
全球各国都在研究可控核聚变技术,我国更是走在了世界前列,近日,我国"人造小太阳"——EAST装置经过4个多月的物理实验,实现电子温度1亿摄氏度等离子体运行,实现高约束、高密度、高比压的完全非感应先进稳态运行模式。这一实验成果朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。
此次实验获得电子温度1亿摄氏度等离子体运行,是EAST在2017年创造了101.2秒高约束模等离子体运行的世界纪录后,2018年度物理实验面向未来聚变堆先进稳态运行模式的发展和长脉冲运行下的关键科学技术问题,重点开展了高功率加热下堆芯物理机制研究的系列实验。
可能很多朋友会问,那人类要实现可控核聚变技术还需要多少年呢?这个其实有科学家对此做出过一个估算,人类目前离真正掌握可控核聚变还有很长一段路要走,以现在人类对核聚变的研究速度,人类有望在50年内实现可控核聚变,这其实也算是一个保守的估计。科学成果本身就没有一个固定的时间,有可能科学家的一个突发灵感,就可以让一项研究成果获得成果,人类也正是靠着这种不断出现的灵感,才让人类的科技能有现在的巨大进步。
可控核聚变实现以后会有哪些应用,会对人类文明的进步产生多大的作用?如果可控核聚变实现后,首先应用的肯定是核聚变发电站,先解决人类的用电问题,关闭所有的产生污染的发电站,比如燃煤发电站。发电站问题解决后,就是研究核聚变引擎,这才是核聚变真正厉害之处。
人类探索宇宙最大的障碍其实是速度,宇宙飞船没有超快的速度,你就无法探索遥远的星球,无法走出太阳系,无法到达太阳系附近的星系,因此宇宙探索,速度才是最需要解决的问题。有了可控核聚变技术,就可以制造出核聚变引擎,它可以让飞船的速度发生质的变化,达到亚光速飞行不是问题。
飞船有了亚光速飞行的能力,太阳系内可以任意飞行,到达太阳系边缘也是很容易的事,不会像现在从地球出发到达冥王星,速度最快的新视野号飞船还需要9年的时间,而亚光速飞行到达冥王星最快只需要几个小时,最多也就是几天的时间。
有了亚光速飞行,飞船可以轻松飞出太阳系,可以探索太阳系附近的几个星系,更可以到达人类在太阳系附近发现的几颗和地球相似的类地行星,这样就可以确定这几个行星是否适合人类生存以及上面是否存在智慧生命等。而且离开太阳系才有可能真正发现外星文明的存在,和地外文明接触上。
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