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韩国的人造太阳运行30秒,创造了纪录,人造太阳究竟有多难?

  12 月 5 日,韩国媒体报道,韩国科研团队于近日成功在一个真空容器中将高达 1 亿摄氏度的“人造太阳”持续运行了 30 秒钟,打破了之前 20 秒的纪录。据媒体报道称,韩国科学家在该领域的目标远不止于此,科研团队计划在2026 年通过升级电源和通过钨分流器将等离子体维持到300 秒。这个称为超导托卡马克高级研究(KSTAR)也被称为韩国“人造太阳”,于 2007 年完成建设,并于 2008 年产生了第一批等离子体,该项目在 2018 年的一次实验中,第一次让等离子体实现了核聚变效应。那么不少人就好奇到底什么是人造太阳?我国有没有类似的研究在进行中呢?

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  到底什么是人造太阳?

  人造太阳,通常我们也称为可控核聚变技术,在一个真空的容器中发生着与太阳类似的核聚变反应,而产生的温度比我们的太阳更高,能量更巨大,通俗点形容就是在球上创造出一个小型的太阳,其原理就是模仿太阳内部的核聚变实现稳定无限的能量输出。

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  事实上人类早就创造出了核聚变,比如核武器,原子弹和氢弹这也是核聚变反应,但需要指出的是这是不可控的核聚变,我们不能控制核弹爆发的能量,也就无法利用这股巨大的能量,所以我们人类在利用核聚变的时候,需要可控的核聚变技术,也就是要慢慢的释放其能量,多少可以由具体场景来制定,不能像核武器一样处于失控的状态。

  实现可控核聚变有什么好处?又有何难点?

  现在全世界有条件的大国都在研究可控核聚变,其中必定有其优点,首先相比于其他能源手段和一般核电站的技术,核聚变有更干净、安全、高效、持久等优点,并且相对于现有的核技术手段使用的核反应原料是铀矿石的稀缺,它有一个巨大的现有核技术无法比拟的优势就是原料充足,核聚变使用的是原料氢的同位素“氘”,这种元素可以直接从海水中提取,这使得核聚变原料再也不是问题,预计年产量可以达到40万亿吨,换算到目前全球人类一年的用电总需求量话,一年只需要不到4吨的氘,40万亿吨足够人类使用10万亿年,太阳毁灭之日都用不完。

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  不过我们也需要指出,可控核聚变虽然有数不尽的优点,但这项技术本身有一个最大的缺点就是有太多的技术难点,以人类现有的技术还是无法有效实现和太阳如此稳定长效的核聚变,事实上可控核聚变不是近十几年的新兴技术,这项研究从50年前就开始了,当时科学家们乐观估计在50年内,可控核聚变将会被人类掌握并造福人类, 但直到今天,人类创造的可控核聚变依然只有短短的几十秒上百秒,离可实用性的距离根本看不到尽头,因此不少人也调侃说这个50年估计是说给自己的孙子后代听的了。

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  那么我国有没有类似的人造太阳项目在研究当中呢?

  答案是肯定的,作为东方的经济强国,对人类未来如此重要的研究又岂能没有我国的身影?我国在攻坚可控核聚变这个难题上所取得的成绩可以说是斐然的。早在上世纪50年代,我国就开始了这一领域的前期理论研究,也为后来在这个领域研究打下了深厚的基础。到了20世纪90年代我国成功研发了全球第四个超导托卡马克可控核聚变实验装置,这个装置在2006年创造出了属于我们自己的“人造太阳”——“东方超环”的横空出世,这在当年也是轰动一时的大新闻。

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  到了2021年5月,我国的“人造太阳”就打破了这次韩国宣称的世界纪录,实现了可重复的1.2亿摄氏度持续稳定运行101秒和1.6亿摄氏度持续运行20秒等离子体的实验,这也狠狠的打脸了韩国这次叫嚣的世界纪录,事实上韩国这次宣称的记录只是突破了自己的纪录而已,距离打破我国的这一成绩还有着不小的差距,这也不难让人理解,毕竟我国在该领域的研究时间更长,投入资金更多,因此结出的硕果也更丰盛,我国的可控核聚变无论是温度还是时间长度都比韩国现有的技术成果更为优异,这也表明我国东方大国的称号是名不虚传的。

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