美国又一个 0 到 1 的突破 全球必将 1 到 1000 的追赶

病友交流 病友交流 2449 人阅读 | 5 人回复 | 2022-12-15

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        当地时间12月13日, 美国能源部 ( DOE- Department of Energy ) 宣布!  “ 核聚变技术 ”取得里程碑式成就!

        美国首次成功在 核聚变 反应中实现“ 净能量增益 ”。

        全球科学家一直希望以“ 核聚变 ”技术打造出“ 人造太阳 ”,获得大量洁净能源。美国加州科学家在这一领域获得重大突破。当地时间 12月13日,美国能源部官员宣布,由美国政府资助的 加州 劳伦斯 · 利弗莫尔 国家实验室 ( LLNL ),首次成功在 核聚变 反应中实现“ 净能量增益 ”,即聚变反应产生的能量大于促发该反应的镭射能量。

       据悉,实验向目标输入了 2.05兆焦耳 的能量,产生了 3.15兆焦耳 的聚变能量输出,产生的能量比投入的能量多 50% 以上。能量增益达到153%。

       美国 能源部长 詹妮弗 · 格兰霍姆 在一份声明中称,这一突破是一项“ 里程碑式的成就 ”。这项成果预计将可能帮助人类在实现零碳排放能源的进程中迈出关键一步。

       此外,加州 劳伦斯 · 利弗莫尔 国家实验室主任 金 · 布迪尔 ( Kim Budil ) 表示,如果想将这一成果商业化,核聚变技术仍有“ 重大障碍 ”需要克服,可能还需要 几十年 的努力和投资。

       《 华盛顿邮报 》12月12日 称,核聚变 研究的目的是复制在太阳上产生能量的核反应。自20世纪50年代以来,这是科学家们一直在追求的无碳能源的“ 圣杯 ”。它距离投入商业使用至少还有 十年,甚至几十年,但拜登政府可能会把这一最新进展表示为政府多年来大规模投资的收获。有美国国会众议员甚至声称,“ 它很可能会改变世界的游戏规则。 ”

       但有美资深核聚变科学家直言,“ 对我们大多数人而言,( 成功 ) 只是时间早晚问题。” 《 华盛顿邮报 》称,虽然这一成就意义重大,但未来仍存在巨大的挑战。创造“ 净能量增益 ”需要世界上最大的激光器之一的参与,并且需要大量资源来重新建立所需的反应规模,使核聚变实际用于能源生产。更重要的是,工程师还没有开发出能够以经济实惠的方式将这种反应转化为电力,并实际应用到电网中的机制。科学家称,制造足够大的设备大规模产生核聚变能量,将需要极其难以生产的材料。同时,反应产生的中子会给设备带来巨大压力,令其在反应过程中被摧毁。

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1997年美国加州《 劳伦斯 · 利弗莫尔 国家实验室 》属下的《 国家点火装置 》开始兴建


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点火装置中的“ 靶丸 ”重达 28万磅


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已经安装就位的“ 靶丸 ”


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工程师正在检查“ 靶丸”


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高能量激光器,用来打蚊子的大炮?


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成排的“ 激光大炮 ”?


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《 国家点火装置 》NIF 示意图


        这究竟是怎么回事?  和现在利用“ 核反应堆 ”来获得能源的方法有何不同?  由于这方面的知识十分有限,要读懂这一新闻,十分费劲。

        根据报道,按照工科生的粗浅理解,把这一突破性技术,归纳为以下三点:

       (1)、  人类现有的核能源是通过“ 核裂变 ”而实现的,缺点是会产生放射性“ 核废物 ”,和可能发生“ 融毁 ”意外。新技术是通过“ 核聚变 ”而产生能量,这是一个与“ 核裂变 ”相反的过程,同样会产生能量,好处是不会产生“ 核废物 ”,也不会发生“ 融毁 ”意外。

       (2)、 “ 核聚变 ”是通过一种特殊的“ 点火装置 ”来实现的。12月5日,在美国加州《 劳伦斯 · 利弗莫尔 国家实验室 》LLNL 属下的《 国家点火装置 》NIF 实验室中,用世界上能量最大的激光“ 子弹 ”来轰击“ 靶丸 ”中铅笔头大小的燃料颗粒,成功实现了“ 核聚变 ”,从而产生了一亿摄氏度的高温,是太阳中心温度的 10倍。

       (3)、  “ 点火 ”过程是需要消耗能量的,“ 点火 ”消耗 两个单位 的能量,却能释放 3.5个单位 的能量,也就是说,产生了 1.5个单位 的“ 净能量 ”或“ 增值量 ”,这正是科学家 60年来 所一直努力追求的目标。这一过程虽然在 12月5日 的实验中仅持续了 10亿分之1秒,却足以证明“ 核聚变 ”产生“ 净能量 ”是可能的。

       然而,这一突破性技术离实际应用还有很长的路要走,也许几年,也许几十年。

       值得注意的是,《 劳伦斯 · 利弗莫尔 国家实验室 》本身就是一个专门研究核武器的实验室,“ 核聚变 ”与“ 核裂变 ”一样,既可以用于发电,也可以用于核武器。

       第一个成功的“ 核裂变 ”实验装置是 1938年 在柏林被德国科学家 奥托 · 哈恩、莉泽 · 迈特纳 和 弗瑞兹 · 斯特拉斯曼 所制成。人类首次使用核武器是 1945年,首次用核反应堆产生出了电能,是1951年12月20日,在位于 爱达荷州 Arco 的 EBR-I 的试验反应堆,当时的输出功率为 100kW,发出的电仅供应该核反应堆的建筑物,未连接电网。

       今天,利用 核反应堆 的发电能力,美国在容量上位居全球第一,且占全国发电总量的 20%。法国的核电占比最高,达70%,如下表所示:

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回答|共 5 个

天使羽毛1 发表于 2022-12-15 20:45:37| 字数 28 | 显示全部楼层

未来社会难以想象,如果真到了那个时代,还会有贫富差距吗?

孤星11 发表于 2022-12-15 20:51:33| 字数 63 来自手机 | 显示全部楼层

地球现在已经生病了,人类对此束手无策。社会治安不良,天灾人祸,除非四分五裂的世界团结起来面对,不然再贤明的人类领袖也无法解决。

蓝莓糖 发表于 2022-12-15 20:57:26| 字数 18 | 显示全部楼层

怎么最后的图片,台湾还上榜了,还有旗

一路陪伴 发表于 2022-12-16 10:46:28| 字数 29 | 显示全部楼层

关键创新是 无中生有的 0 到 1 ,而模仿是 1 到 1000 的补充完善  

释清心 发表于 2022-12-17 14:00:25| 字数 18 | 显示全部楼层

期待早日用上核聚变EAST发出的电能
无上甚深微妙法,百千万劫难遭遇;我今见闻得受持,愿解如来真实义。
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