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人類距離可控核聚變又近了一步!美科學家解決了等離子體干擾問題

第二次世界大戰讓人類首次目睹了核裂變的巨大威力,之後人類又著手研究了核聚變。1953年蘇聯第一次把氫彈用於實踐。現代人已經完全明白了核聚變所釋放的能量。核聚變這一古老的自然規律早在宇宙大爆炸之初就一直存在著。自然界亘古的規律直到人類文明發展到公元後兩千年的時候才被人類得知並加以利用。

我們知道恆星的能量來源於核聚變,我們更知道這些能量對於人類來說是用之不竭的。氫彈的發明讓人類不可控的利用了這一巨大能量。隨後人類一直在思考,如此震撼的核聚變倘若被我們有效的控制起來,豈不是可以造福整個人類,甚至可以加速進入共產主義。

人類距離可控核聚變又近了一步!美科學家解決了等離子體干擾問題

理論上,可控核聚變是可行的,現在我們面臨的唯一問題只是工程上的挫折。開啟核聚變需要數十億的攝氏度的高溫的苛刻條件。且並不能持續太久的時間,其中一個主要原因是就是核聚變釋放的巨大能量會破壞約束裝置。

核聚變的原理是輕元素和輕元素的結合形式較重元素並釋放巨大能量的過程。實踐中上只要鐵元素以下的元素都可以發生核聚變。

輕元素們的結合勢必會釋放帶電粒子和中子(等離子體),這些帶電粒子以高速運動,並且運動軌跡並不受控制,他們在約束裝置中「暈頭轉向」的亂撞,約束裝置的「牆壁」每時每刻都得經受住高能粒子的撞擊。以可控核聚變裝置中最常見的托卡馬克環為例,高能粒子會撞擊到托卡馬克環的壁部,併產生學名為邊緣局部模式的現象(ELM),這種現象會嚴重的損壞托卡馬克環的牆壁。

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而人類目前的材料科技是無法研製出能夠經受住每秒數億次的高能粒子撞擊的裝置。所以人類在開啟可控核聚變的時候也必須要警惕這些高能粒子對裝置的破壞,這也導致了可控核聚變的持續時間不能太長。2013年中國科學院在合肥進行的人造太陽實驗持續了100秒也算是很前沿了。

人類距離可控核聚變又近了一步!美科學家解決了等離子體干擾問題

可控核聚變持續的時間越長,釋放的能量越多,就越接近於商業化而造福人類。

日前,美國普林斯頓等離子體物理實驗室的科學家研發出了一種新的技術,用於減少聚變反應中等離子體的不穩定性。科學家們採用了一種新的技術,那就是漣漪擾動法,就像是水波的漣漪一樣。

漣漪擾動法學名為共振磁擾動(RMPs),這是通過的小磁波來擾亂等離子體。這種波動可以扭曲等離子體的方向,減輕等離子體對裝置的破壞。在最極端的情況下,這種擾動可能會導致終止等離子體對裝置的嚴重破壞。就這樣,漣漪擾動法可以大幅度提高可控核聚變的持續時長。

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可控核聚變目前是人類生產力大解放的唯一科技手段。可以說,可控核聚變是上帝留給人類的一個大福利,人類不必迭代知識而逐步發展生產力。可控核聚變就像是個大bug,人類可以在一夜之間前進數百年。

在理想的預期下,可控核聚變可以用取之不盡的海水作為原材料。到時候人類不再束縛於能源問題。美元主導下的石油霸權瓦解,中東石油國家必將落寞。我們有了接近0成本的無限電力。任何低效率的電解水都不是問題。我們可以不斷用電力淡化海水,我們不再擔心水源短缺。

我們用電力分解水,產生環保的氫氧燃料。發動機不需要依賴石油,取而代之的是氫氧燃料電池,並以接近免費的價格出售。

我們有了無限的電力,可以在中國內陸搭建抽水基站,可以將海水源源不斷的輸送到塔里木盆地再造一個綠洲,起碼可以轉移上億的人口,並增加可耕地面積。這也可以緩解中國的房價壓力!

當然這一切想像都是美好的,這還需要人類的共同努力!可控核聚變的實現是必然的,那只是工程學上的時間問題。期待每個讀者在有生之年都可以看到可控核聚變的實現!

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