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西方研究几十年的可控核聚变,中国为啥出手就领跑了?

  很多看过《钢铁侠》的网友都非常羡慕剧中那套酷炫又强大的盔甲,很多人会问现实中能否制造出这种盔甲,其实国际上早在1950年就已经开始研究钢铁侠能量来源——可控核聚变技术了,那么现在的中国已经掌握可控核聚变技术了吗?
  核聚变是什么
  上个世纪人类在研究氢弹的过程中发现了核聚变,氢弹是目前人类能够掌握的不可控核聚变技术,核聚变就是两个原子核聚合在一起产生能量的过程。在自然界中氚和氘两种原子核可以产生核聚变,第一代的核聚变技术就是通过氘和氚相互碰撞融合,第二代核聚变氘和氦3融合,第三代则是利用氦3相互融合。
  可控核聚变的应用范围也非常广泛,可以代替地球上所有的能源。氘广泛蕴含在海水内,一升海水内可以提出的氘,通过核聚变技术可以释放相当于300升石油所释放的能量,几乎可以算是用之不尽取之不竭。所以如果能够掌握这种技术并且进行小型化,就肯定能制造出钢铁侠的盔甲。不过制造盔甲的格局还是小了,人类掌握可控核聚变的那天,人类文明都将提升好几个层次,影视剧中的各种科幻场景都会成为现实,太空旅行就像家常便饭一样简单,离开太阳系也会变成寻常的事情。
  但是以现在的情况来看,要掌握这种技术还是遥遥无期,全球没有一个科学家可以给出能够掌握可控核聚变的大概时间,老美和毛熊上个世纪就说50年后可以实现核聚变,现在这些科学家大多都不在了,核聚变技术还是在摸索之中,下一个50年都不一定能够看到。
  核聚变真的很难吗?答案是肯定的。光刻机难吧?全球最精密的设备,全人类最尖端科技的结晶,它上面的设备和技术是结合全球数十个顶尖企业的研究成果,ASML老板曾经放言没有一个国家能够独自制造光刻机。即使如此,如果我们下决心做,也就5年左右出结果,10年之内必定拿出最先进的光刻机。而可控核聚变,1968年毛熊就已经着手研究,但是想完全掌握的话,现在科学家们只能回答有生之年有希望能够看到。
  IETR项目
  毛熊在1954年建造了第一座"托卡马克装置",这个装置相当于钢铁侠胸口的小型反应堆,虽然小但是能提供巨大能量,这也奠定了全球核聚变研发的方向。1968年毛熊科学家通过"托卡马克装置"获得了等离子,这也是人类历史上第一次获得等离子。
  随后毛熊将这个装置构想和世界各国分享,英国是第一个根据这个构想进行试验的,随后其他国家也急忙建造自己的核聚变反应堆,其中日本就是最积极的一个。
  早在1975年前后毛熊就已经和老美进行合作,但是结果并不理想,1985年毛熊还要求老美和自己继续出资35亿美元建造核聚变反应堆以验证核聚变能否发电。然而40多年过去了,核聚变发电仍然还是出于一个概念模型。
  因为核聚变需要研究的面有很多,在十来年的研发过程中,每个国家仅仅是在不同的方向有一些成就而已。但也正是因为核聚变的难度太大,在数次的国际会议上有人提出为了全体人类生存发展,国际上应该联合起来一起研究核聚变。
  所以1985年国际上的主要强国老美、毛熊、日本和欧盟等国商讨合作开发核聚变技术,1988年开始正式动工建造实验堆,这项工程被称为ITER计划。最终因为法国核应用与核废料处理能力方面比较突出,所以几个成员国决定将ITER工程总部设立在法国。
  这项工作虽然进展并不是那么顺利,但仍然在有序地进行着,并且各个国家在知识共享的过程中,都有了不同程度的进展。而我国在毛熊1954年建造反应堆的时候,甚至连理论基础都不能掌握;在60年代的时候,国家决定也要发展自己的核聚变技术,这才正式踏入可控核聚变的领域。
  虽然在2003年中国也加入了IETR项目,但是国际上同意中国加入的主要原因和印度一样,其实就是因为这个项目资金不够,而彼时的中国经济已经进入高速发展的阶段,所以他们同意我们加入进来主要就是想让我们出资。而且这种项目里的工程都是通过竞争,才有机会参与,中国在竞争中往往被排挤,抢不到好的项目做。
  也正是因如此,中国一边参与IETR项目,自己国内的研究也并没有停下来,虽然我们国家起步晚,技术封闭,但是经过一段时间的艰苦奋斗,还是赶了上来,甚至超过许多先发国家。
  中国核聚变的发展
  我们国家许多高端科技研究其实都有共同特点:发展晚,起点低。半导体技术、航天技术等都是如此,核聚变也不例外。上文说过中国在60年代才正式开始核聚变反应的建设,这时候毛熊都已经通过反应堆获得等离子了,可想而知我们有多落后。
  到了80年代,全球几个核聚变大国开始进行联合研究的时候,中国才建设出一台验证机 "中国环流器1号",这台机器也是我国核聚变的"启蒙"机器。
  但是中国最强的地方,就是在科学性的指导下埋头苦干,落后不要紧,有规划肯出力,就没有什么难题是无法克服的 。正是在这种情况下,我国制定了"三步走计划"。通过这项计划,我们在国际上从难以望其项背一直追到齐头并进,现在已经成为世界上唯二核聚变技术领先的大国之一了。
  这"三步走"计划可以概括为:"聚变技术、聚变工程、聚变商用",计划时间节点分别为2010-2020年完全消化现有的所有核聚变技术,并且建造实验用聚变反应堆;2020-2035年建造,运行聚变反应堆;2035年-2050年发展聚变发电站。
  用现在的眼光再看这项计划,可能会觉得很轻松,但是在60年代的时候穷到揭不开锅,更何况做科研呢?在当时简陋的条件下,没有计算机只能用手写,设计图纸有3层楼高。现在我们国家自主研发的"东方超环"的液氦冷淡费用一天要上千万,在60年代想要挤出一点研发费用无论是谁都要省吃俭用。
  上一辈科学家住山洞,喝泉水,啃着硬馒头进行着艰苦卓绝的奋斗,硬生生地在一座人迹罕见的荒山中建造成一座核聚变研究站。
  在前人的研究基础上,90年代后我国核聚变技术突飞猛进,2002年以"中国环流1号"为基础的"环流二号"建成,这是我国追赶世界强国的第一步;2006年全世界第一座全超导东方超环在合肥建成,它也是全球唯一可以为IETR工程提供实验数据的设备;2017年中科院通过EAST实现了超过 100秒时长的等离子运行,这是世界最长记录,并且核心温度达到1亿度;2020年"环流2号M"即将建成,其核心温度预计可达1.5亿度。
  在60年代时,我们距离全球先进国家水平保守估计落后半个世纪,到了2000年后我们开始逐渐追了来上,2007-2016年我国每年核聚变论文数量仅次老美和德国,2016年之后已经和老美相差无几,现在已经完全超过。中国承接的IETR项目内的部分装置制造,在2020年已经按照计划运送到法国,这标志我国已经全面引导世界核聚变技术,数十年间无数人的前赴后继为的就是这一天。
  总结
  我们国家虽然核聚变技术起步晚,但是一直在踏踏实实地走着自己的路,在极短的时间内就已经赶上国际先进水平,甚至领先全球绝大部分国家,就是因为我们一直按照既定计划稳步发展。这也是中国人最擅长的符合科学的计划,例如航天,激光,生物,新能源等等,都是一步步稳扎稳打,按照规定的时间节点完成任务。如核聚变"三步走"计划在去年刚好完成了第一阶段,今年已经开始着手第二阶段研发,航天工程同样是在明年要完成空间站建设任务。对比其他国家,我们始终秉承着实事求是的态度,和科学的发展观,务实的科学精神。正是在科研上的这种韧性和坚持,让我们始终没有气馁过,即使有过落后,也最终会在国际上跻身前列。

高考过后不要只关注成绩,更多眼光要放在教学效率,才能有所突破学校成绩表示学生在考卷上所答对的分数,由于没有把学习时间和学习效率(思维活动)纳入考试范围,作为参照物,它的最大缺点是不能准确分辩学生特长,把学习成败的原因归结于能力努力还是运气题无利不起早的创新教育现状,下一步拿什么拯救创新教育?创新教育经过多年的发展,在参加各种创新类比赛获奖和申请专利的利益驱动下,许多中小学校长已经把它定格为只是参加创新类比赛获奖,申请专利,自主招生可以降分,似乎对学校其他工作没有一点帮高考内卷时代,都不愿意变通的模式,究竟还能走多远?教育不看受教育者对象在低端运行的状况在我国教育中普遍存在。教育不看受教育者对象就是在我国的中小学教育中,教师对自己所教的学生并不了解,不知道每个学生的资质(潜质)天赋能力,思维反应我们的高考制度追求的是什么?选拔的是什么?有具体的目标吗?一年一度的高考结束了,但是,培养低效率忙碌的人和制度,何时是尽头?高考评价制度是看学生在考卷上所答对的分数。由于每个人的思维反应(速度)不一样,完成考卷上的答题所需要的时间也不一样从平遥校园暴力事件看问题,输在哪里?又该从何整治才能预防?前段时间引发热议的山西平遥校园暴力事件再次上升到热点,本以为当今校园已经回归和平,同学之间已经懂得互助互爱,结果还是出现了不该发生但令人痛心的事情,校园里的暴戾之气,正日益浓厚,像没人干事的教育环境,人人都想坐享其成,这样的局面还能走多远?实践是检验真理的唯一标准,真理(理论)反过来又指导实践。创新教育的内容不仅仅只有创新思维和创新方法与创新技巧的教学内容,还包括创新概述创新品格(非智力因素)等教学内容。只有创新思维从高考看教育,很多人只抓冰山一角,其实冰山下需要更深入去探索语文数学是工具性学科,学好语文数学对学好其他学科有帮助,这是大家都知道的。从创新常识的角度来讲,创新的创造力的传统测量法思维训练创新品格等内容,不仅传授的是创新常识,而且是良好的学人为什么要创新?创新的意义是什么?21世纪是创新的时代,在大众创业,万众创新,创新驱动发展已经成为新常态下国家发展重大战略的情况下,依然有很多人对创新无动于衷,缺乏创新的积极性。这恐怕与我们没有搞清楚为什么要创新?创新教育不能比作无根豆芽,可以无根栽培或无土栽培经常听一些发明创新专家或科技教师讲,发现了发明创新的问题好比找到了发明创新的门,掌握了创新方法好比找到了开启发明创新大门的钥匙,好象发明创新的问题就迎刃而解,就能树立学生创新意识,强化自身的知识和能力,才能避免在创新发明中心有余而力不足创新方法是创新工作者在长期的创新实践活动中,总结提炼出来的具有普遍规律的创新发明的技巧和方法,是人们达到创新目的的途径和手段。掌握了创新方法,既可以直接指导创新者的发明创新活动,也打仗重在技巧,教育重在方法,思考才能全揽大局岳飞曾经说过,兵书是要读的,然而最关键的是运用之妙,存乎一心。军人打仗,必须亲自去观察地形,然后将地形敌情与孙子兵法结合起来,具体问题作出具体分析,才能决定在具体的战斗中应该用兵法
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