據(jù)中科院等離子所11月12日消息，我國(guó)磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“人造太陽”日前取得重大突破，為後續(xù)核聚變清潔能源的開發(fā)利用奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)?？赡軐?duì)核能不是很熟悉的你並不是很清楚這次的突破意味著什麼。接下來，我們就一起來深入瞭解一下核能、裂變能和聚變能的相關(guān)知識(shí)，以便更好的瞭解這個(gè)“人造太陽”獲突破的重要性有幾何。
首先，得先知道什麼是核能？核能，也被稱之為原子能，是能源家族的新成員，主要是通過核反應(yīng)從原子核釋放的能量，其有兩種主要形式——裂變能和聚變能。
其中，裂變能是重金屬元素的核子通過裂變而釋放的巨大能量。目前，得益於受控核裂變技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)裂變能的應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商用化，如核（裂變）電站。但是，不得不說的是，裂變能的發(fā)展受限且有限，因?yàn)榱炎冃枰拟櫟戎亟饘僭卦诘厍蛏虾亢苌?，而且常?guī)裂變反應(yīng)堆很不好的一點(diǎn)是——會(huì)產(chǎn)生放射性較強(qiáng)的核廢料。
而聚變能是兩個(gè)較輕的原子核聚合為一個(gè)較重的原子核並釋放出的能量。目前，各國(guó)正在大力開展受控核聚變研究，主要是致力於實(shí)現(xiàn)聚變能的和平利用。其實(shí)，人類早在之前就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了氘氚核聚變—?dú)鋸棻?。但是，這種爆炸是不可控制的瞬間能量釋放。因?yàn)椋豢煽?，所以，潛在危險(xiǎn)性極大。所以，各國(guó)加快腳步進(jìn)行著受控核聚變研究。與裂變不同的是，維繫聚變的燃料是氫的同位素——氘和氚，而氘的蘊(yùn)藏量極其豐富，就藏在地球的海水中。簡(jiǎn)而言之，聚變能是一種可無限開發(fā)利用的、清潔無污染的、安全的新能源。所以呢，這“根”看著這麼大，世界各國(guó)，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，自然而然不遺餘力地競(jìng)相研究、開發(fā)聚變能，以落地生根發(fā)芽。由此，你應(yīng)該可以想像得到，該大科學(xué)裝置“人造太陽”獲突破的重要性了吧。
接著，我們來看看這次我國(guó)的“人造太陽”在哪些方面取得了重大突破呢？我國(guó)的科學(xué)工作者們?cè)谒氖甑暮司圩冄芯空鞒讨许频Z前行，使得我國(guó)的“人造太陽”在以下幾個(gè)方面取得突破：實(shí)現(xiàn)加熱功率超過10兆瓦，等離子體儲(chǔ)能增加到300千焦，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億度；在射頻波加熱為主、低動(dòng)量注入、鎢偏濾器等類似未來聚變堆條件下，實(shí)現(xiàn)了高約束、高密度、高比壓的完全非感應(yīng)先進(jìn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式……一言以蔽之，那就是，我國(guó)朝著未來聚變堆實(shí)驗(yàn)運(yùn)行邁出了關(guān)鍵一步！
最後，我們?cè)俣鄠€(gè)心眼瞭解一下這個(gè)“人造太陽”為什麼需要在鎢偏濾器條件下實(shí)現(xiàn)呢？可能你也知道，偏濾器是托卡馬克的重要組成部分。鎢偏濾器的存在主要是為了將中心等離子放電產(chǎn)生的帶電粒子偏濾到一個(gè)單獨(dú)的腔室中。而在此室內(nèi)，帶電粒子轟擊擋板，變?yōu)橹行粤Ｗ颖怀樽?，避免了帶電粒子轟擊主室壁釋放出次級(jí)粒子，影響約束區(qū)邊緣的磁場(chǎng)位形。而在經(jīng)過近四十年的各種托卡馬克裝置實(shí)驗(yàn)，科研工作者們發(fā)現(xiàn)，鎢（W）材料具有優(yōu)異的熱性能、H的低溶解度和低濺射率，使得W成為現(xiàn)在乃至未來托卡馬克裝置中偏濾器的重要材料之一。日本早在2013年就已經(jīng)將偏濾器全部鎢化，並作為未來偏濾器的主要實(shí)驗(yàn)對(duì)象。我們國(guó)家也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)偏濾器全部鎢化，也就是說，你們從圖片上看到的、目之所及的那一片片都是鎢製成的鎢片片。
話說回來，在當(dāng)下，人類百分之九十的能源都是來於自石化燃料，而這也導(dǎo)致了嚴(yán)重的污染——酸雨、水污染、溫室效應(yīng)、臭氧層空洞、劇烈的天氣變化等等。而且，我們都知道，這些資源是十分寶貴和有限的。它們還有好多應(yīng)用，幾乎各工業(yè)部門都離不開石化產(chǎn)品。所以說，對(duì)於能源，這種快速消耗的存在，我國(guó)的“人造太陽”還肩負(fù)著一個(gè)極為重要的科學(xué)使命——那就是，在未來，實(shí)現(xiàn)聚變能商用目標(biāo)，為地球減負(fù)，或?yàn)槿澜鐜砀锩缘淖兓?。希望我?guó)的核聚變裝置在不久的未來能夠取得更多的突破，讓這個(gè)“人造太陽”造福全人類！
