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這幾天汽油價格漲了,每升92號汽油上漲了0.55元,有不少人趁著漲價前在加油站排起長隊,續(xù)航焦慮像影子般纏繞著每個出行者。
但就在去年,安徽科學(xué)島上的一臺叫“東方超環(huán)”的機器悄悄創(chuàng)造了歷史——它在1億攝氏度高溫下穩(wěn)穩(wěn)運行了1066秒。
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這個數(shù)字聽起來可能沒啥感覺,但物理學(xué)家們卻激動得睡不著覺:人類離可控核聚變這張“能源圣杯”又近了一步。
要是真成了,您手里攥著的100克“小玩意”(氘氚混合燃料),就能讓您家小轎車一口氣跑上2300萬公里,相當于繞著地球赤道刷上五百多圈!
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這可是愛因斯坦早就寫明白的質(zhì)能方程E=mc2在發(fā)力,100克核聚變?nèi)剂现写蠹s有0.7克質(zhì)量會徹底轉(zhuǎn)化成能量,釋放出63萬億焦耳熱量。
您知道1克汽油燒光了才放出4.6萬焦耳嗎?擱一塊兒比,聚變?nèi)剂系哪芰棵芏茸阕闶瞧偷?.9萬倍!這就好比拿一粒芝麻和一大卡車西瓜比重量,壓根不在一個量級上。
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咱給這2300萬公里算個明白賬,普通家用車百公里耗油8升左右,地球赤道周長4萬公里,2300萬公里夠您繞地球跑575圈。要是奔著月亮去呢?地月之間單程38.4萬公里,往返一趟76.8萬公里,這點兒燃料能支持人來回月球60趟!
不過能量轉(zhuǎn)換不可能百分百完美,發(fā)電機組要損耗,電線要損耗,電動機也有損耗,七折八扣下來,實際能讓車輪轉(zhuǎn)動的能量大概打個三折。
可就算這么著,100克燃料還是能讓您的車跑出620萬公里,繞地球155圈或者往返月球30多次的硬實力。
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更得勁兒的是燃料來源。聚變主力燃料氘就藏在海水里,每升海水能提取0.03克。全球海洋里囤著45萬億噸氘,夠人類用上數(shù)億年。
另一種燃料氚在自然界里少得可憐,但科學(xué)家有妙招,在反應(yīng)堆里放上鋰金屬,聚變產(chǎn)生的中子撞上鋰-6就能變出氚來。
咱中國青海鹽湖底下躺著1500萬噸鋰資源,占全球三分之一,妥妥的燃料自給保障。眼下提取每克氘成本約13美元,可架不住它“耐燒”啊,一度電的燃料成本幾乎可以忽略不計。
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有人一聽“核”字就犯怵,其實聚變跟福島、切爾諾貝利的裂變完全兩碼事。聚變反應(yīng)必須在上億度高溫和精密磁場約束下才能進行,設(shè)備稍有異常反應(yīng)就自動停止,想讓它“爆炸”都沒門兒,要不雜叫可控核聚變呢?
它不產(chǎn)生萬年甩不掉的放射性廢料,主要產(chǎn)物氦氣還能拿來充氣球、做焊接保護氣。這安全性讓聚變電站有望建在城市周邊,省了千里迢迢輸電的麻煩。
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當然您要問啥時候能把聚變堆塞進自家轎車引擎蓋里?這事兒還真不容易。現(xiàn)在全球最大的國際熱核聚變實驗堆重達2.3萬噸,個頭頂個足球場。
為啥這么胖?因為約束上億度等離子體需要變態(tài)強的磁場。2025年中國團隊搞出個21.7特斯拉的“經(jīng)天磁體”(比地球磁場強40萬倍),算是給裝置減肥帶來點希望。
另一個頭疼的是材料,聚變產(chǎn)生的高能中子像機關(guān)槍似的掃射反應(yīng)堆內(nèi)壁,普通材料沒幾天就脆成蘇打餅干。中科院正琢磨用鈦合金抗輻射,但離實用還差著距離。
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眼下更靠譜的路子,是讓聚變先給電網(wǎng)供電。想象一下:城市周邊建起聚變電站,廉價的電通過電網(wǎng)輸送到您家車庫。
普通電動車百公里耗電12.5度左右,100克聚變?nèi)剂习l(fā)的電足夠支持4460萬公里續(xù)航。到時候充電站電價便宜得跟白送似的,手機上顯示“電量夠您重孫子用到退休”,誰還焦慮續(xù)航?
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中國在這條路上正鉚足勁往前沖:2025年EAST破紀錄只是開胃菜,2035年要建成CFETR實驗堆實現(xiàn)持續(xù)能量增益,2045年商用堆發(fā)電入網(wǎng),2050年小型化堆爭取量產(chǎn)。
國際熱核聚變實驗堆計劃中,中國包辦了18個核心部件制造,連法國人都得豎大拇指。
未來某天,您開著車穿過無線供電公路,儀表盤顯示“已連續(xù)行駛20萬公里,燃料剩余99.98%”,那時您準會想起今天,人類用100克海水提取物,徹底終結(jié)了延續(xù)百年的“加油焦慮”,您自豪不?
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