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宣布他们在博洛尼亚大学的冷核聚变实验取得了

2019-11-01 22:35

尽管人们把冷核聚变赞扬为“物理学的圣杯”,但是这个在在低温安全的情况下实现核裂变的研究,由于不能被主流的科学家和大多数的西方研究人员认可,所以早期的实验在1990年左右被中断抛弃了。

导语:

然而,2009年美国国防情报局预测这个新技术将引起世界更大范围内的关注和认可,也需要更多的调查。这个报告称:“可以彻底改变能源的颠覆性技术生产和储存,因为冷核反应比任何已知的化学燃料释放的能量要高出数百万倍。”中国领导人相信哪个国家发现新能量来源,哪个国家就掌握了21世纪的钥匙。因此,中国政府已经授权重视那些早些时候被国家科研机构排斥的科学家,他们的工作已经在最高的政治水平上得到了新的支持。

中国现在“人造太阳”达到1亿度以上运行,这意味着我国核聚变技术又上升到一个新的台阶。什么样的装置能耐如此高温?距离世界先进水平还有什么差距?

注意到这个改变的第一个人是许驭,一位在上海的中国学者,他长期挑战守旧的科学理论并支持在较低的温度下研究冷核聚变和冷核裂变。他在原国家科技部门负责人1995年5月7日宣布这个项目是“伪科学”后失宠。但是,在2010年6月6日,新华网论坛发表的消息报告称,那位负责人已“承认错误,做了一个自我批评。”

据中国核工业集团有限公司4月公布的消息,中国“人造太阳”环流器二号M装置将于今年建成,HL-2M是在我国首个具有偏滤器位形的大型托卡马克装置“中国环流器二号”基础上新研制的又一大型托卡马克装置,其科研目标是探索可控核聚变研究,实现“人造太阳”的人类终极能源追求。

新华网文章还指出,许驭现在是备受青睐, 同时继续研究工作。官方将认真考虑这件事。仅仅一个星期以后,一篇由许驭概述的理论就在科学技术部主管的专业杂志发表了。这个线索表明,中国官方突然对许驭的科研工作有了兴趣。文章也引起我们对于总统奥巴马对美国穆斯林世界以及控制的中东的石油新政的注意。

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许驭的支持者把他的研究更简单的表述为:水变石油。同行的审慎将导致有的科学家继续持怀疑态度,直到可以观察和验证低温核反应的成功。在今年二月, 两位意大利科学家,安德烈罗西和塞尔吉奥,宣布他们在博洛尼亚大学的冷核聚变实验取得了成功。这个消息引起不小的震动和兴奋。

该脉冲机组的成功研制,将驱动HL-2M装置的等离子体电流达到此前现有装置的2倍以上、等离子体温度超过1.5亿度,从而为在这个装置上开展近堆芯级参数下的等离子体物理实验和关键技术研究提供有力保障。

这可能刺激官方批准6月18日至21日将在中国青岛举行的联合国第四届世界环保大会上发布许驭这套新理论。许驭被邀请去做专题演讲,标题是:“发现冷裂变,冷聚变,将引发新环保和新能源技术的一场革命。”在大学接受过工程师训练并在通往他人生巅峰之前、曾经在能源领域工作过的中国国家主席胡锦涛,也被认为对这项研究有强烈的兴趣。日本福岛核灾难也是一个重要的因素。中国回应公众的广泛关注,立即宣布了对原子能反应堆的核安全审查。不久之后,新华社记者采访了许驭。许驭预测:十年之内替代能源可以使现有的热核反应堆全部落伍、淘汰。

这意味着我国的核聚变技术又上升到一个新的台阶,中国距利用核聚变能的梦想又近了一大步。

许驭说,一些有实力的公司和科研机构承诺的资金 曾经支持和帮助过这项研究。它们包括 大庆石油公司、哈尔滨工业大学和中国人民解放军原国防科工委下属的工业集团。更多的中国科学家已经站出来支持许驭。其中之一是北京航空航天大学的江兴流教授,他在20世纪80年代进行过早期的实验。还有一些曾参加过中国武器计划的其他退休的核物理学家。

此前,中国科学院等离子体所2018年11月12日发布消息,我国“人造太阳”项目获得重大突破,首次实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦,等离子体中心电子温度首次达到1亿度。

一位西方的高级官员说:“中国政府不仅仅是重视过去的理论,事实他们致力于紧张的研究,希望找到自己的新理论。”就在本周,一项研究由安永会计事务所在对可再生能源项目的排名上把中国放在美国前面。负责气候变化的联合国外交官 克里斯蒂娜说,在今年早些时候,中国开始致力于绿色经济的工作将“使我们的工作显得一文不值。”

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被称为中国“人造太阳”的“东方超环”大科学装置

不过,按照现在的研究进展,人类实现聚变能的商业化应用至少还要等到2035年以后。

核聚变其实并不复杂

“‘人造太阳’只是为了便于大众理解的一种比喻说法,它是指科学家利用太阳核反应原理,为人类制造一种能提供能源的机器——人工可控核聚变装置,科学家称它为全超导托卡马克核聚变试验装置。”中国科学院等离子体物理研究所聚变堆总体研究室执行主任高翔研究员对记者表示。

中国的“人造太阳”又称为“东方超环”,是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克,也是中国第四代核聚变实验装置。

“人造太阳”并不能像真正的太阳那样给我们光和热。这也是不可能的,否则,地球上的我们离这样的装置这么近,还不被气化了?哪里还有科学家做实验?

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核聚变反应示意图

其实,核聚变并不复杂,它是指氢原子核反应时放出巨大能量的过程。只要聚拢两个氢同位素原子,用压倒性的力量把它们撞在一起;两个原子核克服了它们之间天然的排斥力实现融合,就能发生核聚变,并释放出巨大的能量。但是在现实中,其发生反应的条件比重原子核发生的核裂变要苛刻得多。

根据科学构想,核聚变主要有冷核聚变与热核反应两种方式。

冷核聚变是指轻原子核在相对低温下进行的核聚变反应,这种设想将极大地降低反应要求,只要能够在较低温度下让核外电子摆脱原子核的束缚,或者在较高温度下用高强度、高密度磁场阻挡中子或者让中子定向输出,就可以使用更普通更简单的设备产生可控冷核聚变反应,同时也使聚核反应更安全。不过这种情况还只是针对自然界已知存在的热核聚变而提出的一种概念性“假设”。

热核反应是当前很有前途的新能源获取方式,是指参与核反应的轻原子核,如氢、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应。

热核反应是氢弹爆炸的基础,1967年6月17日中国第一颗氢弹已经爆炸成功,这个过程在瞬间产生大量热能,但目前还无法加以利用。不过科学家们发现,如能使热核反应在一定约束区域内,根据人们的意图有控制地产生与进行,即可实现受控热核反应。这也正是现在中国、美国、日本及欧盟等一些国家和组织正在进行试验研究的重大课题。

1亿度的高温为何没把外壳熔化?

在我国“人造太阳”取得的进展中,其所达到的1亿度高温引起了很多人的兴趣。这样的温度究竟有多高?实在是难以想象。一个可以参考的对象是:太阳核心峰值时温度约为1500万摄氏度,中国“人造太阳”是太阳核心温度的6倍。

其实,在科学家们在最开始尝试核聚变反应时,已经在仔细考虑这个问题。因为超过万度以上的等离子体不能用任何材料所构成的容器约束,使之不飞散,科学家们必须寻求某种途径防止高温等离子体逃逸或飞散。

经过不断的研究,科学家们发现,具有闭合磁力线的环形磁场是一种最可能的选择,因为在这种环境中带电粒子只能沿磁力线运动。这种环形磁场也被科学界形象地称之为磁笼。

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