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马里亚纳海沟 我们离可控核聚变还有多远？怎样实现可控核聚变？( 二 )

水底奥秘 马里亚纳海沟


我们要怎么实现可控核聚变？
相对于核裂变来说 ， 人类迟迟没有找到可控核聚变的“门道” ， 这种宇宙中无处不在的反应形式始终未能够被人类所完全掌握 。 因为与核裂变不同 ， 核聚变需要有极高的温度和压力才可以完成 ， 而在地球上是很难做到这一点的 。
我们研制的氢弹实际上是用核裂变产生的瞬间高热和高压引起的核聚变 。 但显然这种方法并不适用于可控核聚变的产生 ， 因此我们需要更加安全的方式来完成 。
首先是核聚变所需要的原材料问题 ， 与核裂变所需要的铀235不同 ， 核聚变需要的元素是氘和氚 ， 前者在海水中大量存在 ， 而后者可以通过人工合成 。
也就是说 ， 相对于储量有限的铀235来说 ， 海水在地球上简直是“取之不尽用之不竭” ， 人类掌握了可控核聚变技术之后 ， 几乎可以实现“能源自由” 。
但是人类之所以还没有广泛使用核聚变技术 ， 是因为我们现在明显还做不到自由生成核聚变反应 ， 产生核聚变的装置还在不断研制和改进中 。
一个摆在人类面前的明显问题是 ， 我们要使用什么样的材料制造核聚变反应装置？核聚变产生的温度是我们已知的材料都无法承受的 ， 太阳的表面温度就高达6000摄氏度 ， 更不要说内部的温度了 。
于是科学家们提出了惯性约束和磁约束两种方法 ， 其中惯性约束就是利用粒子的惯性来约束粒子并实现核聚变的方法 ， 而磁约束则是使用特殊的磁场对粒子进行约束 ， 这两种方法都可以实现安全可控的核聚变反应 ， 是人们努力研究的方向 。
人们研究核聚变的进程
根据这两种方法 ， 人们制造出了“托卡马克”这种装置 。 这是一个由多个国家一同进行研究的计划 ， 名字叫“ITER计划” ， 其中ITER是拉丁语“道路”的意思 ， 代表了人类未来的能源发展 。 这个计划也被称为“人工太阳” ， 因为它和太阳所进行的能量反应是相似的 。
在经过了数十年的发展之后 ， 托卡马克装置已经获得了长足的进步 ， 其中中国更是在发展“人造太阳”方面的佼佼者 。 目前 ， 我们已经成功让我们的“人造太阳”装置达到了设计目标 ， 完成了重大的突破 。
更加令人欣喜的是 ， 除了在功率上达到标准 ， 我国的“人造太阳”装置还在运行时间上取得了突破 ， 甚至超出了原有世界纪录的5倍之多 ， 是中国人民在科技发展上的又一个里程碑 。
如果我们能够一直用这样的速度发展下去 ， 那么数十年之后就完全实现可控核聚变能源的运用也不是不可能 ， 以往那个遥远的设想正在一步步成为现实 ， 人类很可能将会迎来工业革命之后最重要的一次能源变革 。
可控核聚变能够给我们带来什么？
既然可控核聚变这么重要 ， 那么它究竟能够在哪些方面改变我们的生活？首先当然是维持人类社会正常运转的电力 。 相比起目前使用的核裂变发电站来说 ， 核聚变装置的安全系数更高 ， 因为只要一降温 ， 核聚变就会马上停止 ， 不会产生爆炸和辐射 。
同时由于核聚变原材料的易得 ， 它几乎是一种完全的清洁能源 ， 而且还异常高效 。 如果能够让可控核聚变技术成为人类使用的主流能源 ， 那么我们的社会明显还可以大幅发展 。
除了人类社会内部的建设 ， 核聚变能源还能够让另一个方面的技术获得巨大的突破 ， 那就是人类探索太空的交通工具 。 比如现在人类迟迟还没能够登上火星 ， 其中一个原因就是我们的飞船动力不足 ， 没有办法载人在短时间内去往别的行星 。
但如果有核聚变发动机 ， 那么情况就会变得完全不同 ， 到时候我们很有可能能够自由地去往别的行星 ， 甚至是亲自去探索太阳系之外的宇宙空间 。 因此 ， 各国现在都十分注重核聚变能源的发展 ， 希望可以先人一步完成技术突破 。
结语
人类社会虽然现在已经高度发达 ， 但是我们明显还有很多的问题亟需解决 。 比如说能源的更新问题 ， 比如说我们飞船的动力问题 。 这些都是我们在未来需要跨过的“坎” 。
目前很多国家已经开始了新能源的改革 ， 首先从给环境造成严重污染的汽车开始入手 ， 将会在未来彻底淘汰掉燃油车 ， 改用电力 。
电力从哪里来？自然 ， 核聚变能源是未来更好的选择 ， 煤炭等不可再生能源发电终究不是长久之计 ， 而且对大气层的“健康”来说也不是更好的选择 。
中国是一个非常注重技术发展的国家 ， 我们长久的落后之后奋起直追 ， 在短短数十年之内将我们的社会建设到相当发达的程度 ， 在很多方面我们都已经是走在了世界前列 ， 比如上文说到的“人工太阳” 。

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