天天看点

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

作者:阿强天天爱科普

导语

“骗子?”

美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫国家实验室的国家点火装置科学家宣布成功实现核聚变反应产生净能量增益,但外界普遍质疑这一结果的真实性,有网友甚至认为这一结果根本就是骗人的。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

实际上,这一结果的确是有目共睹的,核聚变原理非常简单,同位素氢在高温高压条件下聚变释放出巨大的能量,从而实现发电,只是之前一直无法实现净能量增益。

这一突破实际上对于整个人类来说都是一个关键性的突破,或许核聚变发电离我们并不遥远了。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

一、巨大突破。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

加利福尼亚州劳伦斯利弗莫国家实验室的国家点火装置是世界上最大的激光惯性聚变装置,负责研究激光惯性聚变的原理和应用,最近在进行实验的时候取得了重大突破。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

激光惯性聚变原理其实非常简单,就是利用高能激光照射靶物,通过惯性约束的方式控制等离子体的热运动,从而在靶球中实现核聚变,产生大量的能量。

一直以来,激光惯性聚变在实验室中已经实现了聚变反应,但是反应输出的能量都比输入的能量还要少,这就导致核聚变发电始终没有跨出实验室进行工业应用的步伐。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

但是这一次加州的科学家们成功的实现了核聚变反应产生净能量增益,这意味着核聚变反应已经能够为人类提供大量的清洁能源,从而实现清洁、安全、无碳负荷的清洁能源。

核聚变作为人类迄今为止唯一能够实现的清洁能源,并且更接近于“永动机”的能源,其应用范围非常广,不仅可以作为电力的源泉,还可以用来加工各种材料。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

在这之前,核聚变反应虽然已经实现了,但是都是输出的能量比输入的能量还要少,这就无法应用于发电,也无法应用于工业生产,更不用说用于民用了。

在这种情况下,科学家们就一直致力于研究如何实现净能量增益,从而将核聚变反应应用于发电、工业生产等多个领域。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

但是科学家们更多的是在研究原理,而不是在研究技术的应用,因此激光惯性聚变实验装置的科学家们一直在尝试各种方法实现净能量增益,但是结果都是失败。

直到最近,这才取得了重大突破,这个突破对于激光惯性聚变发电来说是一个扫除障碍的关键性突破,可以说是为激光惯性聚变发电铺平了道路。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

但是即便如此,核聚变发电也仍然面临着巨大的挑战,这一突破并不代表核聚变发电就能够实现工业应用,只是离工业应用更近了一步。

然而,这一突破也使得核聚变发电的应用范畴更广了,之前虽然核聚变发电没有实现,但是核聚变原理已经应用到了核武器上,而这一突破的出现,则使核聚变原理还能够应用到太空飞船推进器上。

二、核聚变的两种方式。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

目前核聚变有两种主要的方式,一种是磁场中的核聚变,另一种是惯性约束核聚变,各国的科学家们在不同的方向上努力,进行核聚变发电的研究。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

磁场中的核聚变是目前核聚变发电的主要方向,也是人们最熟悉的核聚变方式,这种方式主要是利用磁场将氢同位素控制在一定的区域内,形成高温高压等离子流,从而实现聚变,释放出能量。

这种方式的特点是能够持续的释放能量,因此适用于发电等长期持续能量需求的领域,但是这种方式也有一个缺陷,那就是能够产生的能量相对来说比较低,无法产生足够的能量用于工业生产。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

而惯性约束核聚变则是目前核聚变发电的另一种方向,或者说是另��种核聚变原理的方向,这种方式的特点是能够产生巨大的能量,但是能够持续的时间非常短,因此无法应用于发电等长期持续能量需求的领域。

但是这种方式的产生巨大的能量也非常适合用于核武器等需要巨大能量的领域,因此一直以来,惯性约束核聚变都更多的应用于核武器等领域。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

不过,随着激光技术的发展,人类逐渐掌握了激光点火技术,这就使得核聚变原理能够应用于惯性约束核聚变发电。

这种方式的特点是能够产生巨大的能量,并且能够持续的一定的时间,因此可以应用于发电等长期持续能量需求的领域,但是这种方式的实现以及应用也是非常困难的。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

三、核聚变的原理。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

核聚变的原理非常简单,就是在高温高压的条件下,将氢同位素聚变,从而释放出能量,但是具体的原理却非常复杂。

这种方式来源于太阳的能量来源,太阳是通过核聚变的方式释放能量,而太阳的能量主要是来自于太阳的核心,太阳的核心温度非常的高,高达1500万摄氏度,这种温度下氢原子的运动非常的快。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

由于运动的速度快,就会产生巨大的冲击力,当氢原子运动的速度超过一定的程度的时候,就会发生弹性碰撞,这种碰撞会使得氢原子的核进行变形,从而将氢原子的核融合在一起,产生氦原子的核。

这种核融合的过程会释放出能量,而这种能量就是核聚变释放的能量,这种能量非常巨大,在太阳的温度下,每秒钟就有700万吨氢原子发生核聚变,从而释放出能量。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

人类将这种方式应用到地球上,就需要在地球上制造出太阳核心的温度,然后在这种温度下实现核聚变,从而实现能量的释放,这就是核聚变原理。

但是要在地球上制造出太阳核心的温度并不是一件容易的事情,因此核聚变发电也一直没有实现,直到近些年,人类才逐渐掌握了磁场中的核聚变和惯性约束核聚变的技术。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

磁约束核聚变就是利用强大的磁场将氢同位素控制在一定的区域内,从而形成高温高压的等离子流,从而实现氢同位素的核聚变,释放出能量。

而惯性约束核聚变则是利用激光将氢同位素点火,从而实现氢同位素的核聚变,释放出能量,这两种方式都能够实现核聚变,但是实现的原理却不同。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

磁约束核聚变就是利用磁场的力将氢同位素控制在一定的区域内,这种方式的优势在于能够持续的释放能量,但是缺点在于能够产生的能量有限。

而惯性约束核聚变则是利用激光将氢同位素点火,这种方式的优势在于能够产生巨大的能量,但是缺点在于能够持续的时间非常短。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

四、核聚变发电的应用。

目前全球最大的核聚变研究项目是ITER项目,这个项目是欧洲、中国、韩国、印度、日本、俄罗斯、美国等国家共同发起的一个核聚变研究项目,旨在实现磁约束核聚变。

这个项目已经在法国瓦兰斯完成了实验装置的建造,目前正在全面的进行实验研究,其目的就是要在这个实验装置上实现磁约束核聚变,从而为核聚变发电的工业应用铺平道路。

除此之外,中国也在核聚变领域取得了巨大的进展,目前中国的核聚变研究项目是“人造太阳”项目,这个项目已经在四川攀枝花建立了“人造太阳”实验基地,目前正在建设装置。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

这个项目也是致力于实现磁约束核聚变,从而将核聚变发电应用于工业生产,解决全球的能源问题,这个项目的实验装置也已经建成一半了,预计在2020年就能够进行研究。

其他国家也在核聚变领域取得了巨大的进展,这些突破都在为核聚变发电的工业应用铺平道路,或许核聚变发电离我们并不遥远了。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

五、核聚变应用。

核聚变发虽然有着巨大的应用前景,但是这一突破也带来了一定的问题,那就是核聚变反应中产生的氚等材料的获取和利用,氚是一种很容易挥发的氢同位素,因此其在反应中的利用会很麻烦。

同时这种氚还会产生中子,中子对人体有一定的危害,因此在进行核聚变实验的时候,也需要采取一定的措施。

但是这些问题并不是无法解决的,只是目前还没有解决,随着技术的发展,这些问题也会逐渐的被解决。

骗子?美国核聚变实验,输出只有输入能量0.5%,到底是不是真的?

另外,惯性约束核聚变虽然难以实现发电,但是其应用于推进太空飞船推进器,或许会给人类的探索宇宙带来新的机会。

目前,人类探索宇宙受到能源的制约,因此只能在太阳系内进行探索,因此人类也一直在寻找一种更为先进的推进技术,从而能够让太空飞船的航程更远。

惯性约束核聚变的出现,或许能够为人类提供这种可能,这也是人类继核聚变发电之后的又一重大突破。

结语

核聚变领域的突破不仅对于大陆来说是一个好消息,同时也对全球能源格局产生深远的影响。

核聚变作为一种清洁能源,其应用范围非常广,或许能够解决目前的能源危机和环境问题,从而提供给人类一个更加美好的未来。

正如这次突破的科学家所说,核聚变一旦实现发电,那么将会为人类探索宇宙开启一个新的时代,也许这一天并不会太远了。

同时,这也是核聚变发电的一大应用前景,能够将地球上的核聚变实验装置应用于太空飞船推进器上,从而将人类的探索范围扩大到太阳系之外。

继续阅读