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顛覆性新能源革命核聚變的分析(原創)

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當前全球世界各地已經開始陸續出現天然氣漲價導致“氣荒”,石油煤炭漲價導致“電荒”,而新能源又由於今年各地出現特殊極端天氣,導致相關地區原本採用風力發電,太陽能光伏發電,以及水電都不穩定或者大大減少,新能源相比傳統的煤炭石油天然氣總的佔比就比較低,加上今年全球主要經濟體達成碳中和的國際共識,加速降低傳統火電比例,提高風光水新能源發電佔比,導致出現現在遇到特殊情況,傳統電力供應不足,新能源又供應不足的“青黃不接”的特殊時期,這才有我國近一段時間很多省市拉閘限電限產的現象。

而要最終解決能源危機這個大難題,其實現在已經有了非常好的方案。

不管是煤炭,石油天然氣可燃冰頁岩氣,或者木材秸稈,其實都來自於大自然!新能源太陽能,風能也是來自於大自然!

但是,基本上不依賴大自然,靠人類技術生產的新能源有沒有呢?有!

它就是顛覆性的技術-------核聚變!

核聚變,又稱核融合、融合反應、聚變反應或熱核反應。核是指由質量小的原子,主要是指氘,在一定條件下(如超高溫和高壓),只有在極高的溫度和壓力下才能讓核外電子擺脫原子核的束縛,讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核(如氦),中子雖然質量比較大,但是由於中子不帶電,因此也能夠在這個碰撞過程中逃離原子核的束縛而釋放出來,大量電子和中子的釋放所表現出來的就是巨大的能量釋放。這是一種核反應的形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。核聚變是核裂變相反的核反應形式。如果核聚變不受人控制就會發生氫彈模式的大爆炸。

我們也經常聽說過原子彈和核裂變,那麼核聚變與核裂變有什麼區別呢?

簡單地說,核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化。只有一些質量非常大的原子核像鈾、釷等才能發生核裂變。這些原子的原子核在吸收一箇中子以後會分裂成兩個或更多個質量較小的原子核,同時放出二個到三個中子和很大的能量,又能使別的原子核接著發生核裂變……,使過程持續進行下去,這種過程稱作鏈式反應。原子核在發生核裂變時,釋放出巨大的能量稱為原子核能,俗稱原子能。

簡單點認識一下,核裂變就是一個原子核分裂成幾個原子核,釋放出巨大的能量,核聚變就是兩個原子核在特殊條件下聚合融為新的一個更重的原子核釋放出巨大能量。兩種方式是相反的作用模式。

我們一直採用的核裂變方式製造了原子能發電站,或者叫核電站,使用鈾為最主要的核燃料。第一代核能電站,第二代核能電站,第三代核能電站都是以鈾為核反應燃料。現在技術進步,第四代核電站已經試驗用釷,以釷基熔鹽堆作為是第四代先進核能系統的 6 種候選之一,包括釷基核燃料、熔鹽堆、核能綜合利用 3 個子系統,具有高固有安全性、核廢料少、防擴散效能和經濟性更好等特點。

除了以前一直沿著核裂變應用的方向以外,核聚變也一直是科學家,工程技術人員們長期研究,試驗,開發的重要方向。

因為宇宙的誕生就來自於核聚變這種極其重要的方式。

而核聚變的能源應用很重要的一個方向就是俗稱的“人造太陽”,當時1950年代前蘇聯提出託卡馬克概念,也就是模仿太陽等恆星星球進行核聚變反應模式的能源工程系統,當時有個非常時髦的名字“仿星器”。

“人造太陽”的全稱為全超導託卡價馬克核聚變實驗裝置,其依照太陽內部的核聚變原理建成,能夠向外釋放巨大的能量。

太陽內部核聚變的主要燃料為氘和氚,這兩種物質大量儲存於海水之中。就算是用上百億年,地球上的氚也不會耗光,足夠人類使用。而且,氚與氘反應生成的氦氣清潔無汙染,不用擔心汙染問題。

日前,中科院合肥物質科學研究院傳來好訊息,其“人造太陽”創下新紀錄,做到了可重複的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體執行,這一數字是原來的1億攝氏度執行20秒紀錄的5倍。這意味著,我國離核“人造太陽”正式實現商用又近了一大步。

美、法等國在20世紀80年代中期發起了耗資46億歐元的國際熱核實驗反應堆(ITER)計劃,旨在建立世界上第一個受控熱核聚變實驗反應堆,為人類輸送巨大的清潔能量。這是美歐投資的“人造太陽”。

中國對核聚變的研究始於1950年代。已經自主設計並建造了世界上為數不多的正在執行的“人造太陽”裝置——EAST。今年9月26日在碳控制會議上,核專家宋雲濤表示,在政府給予相關支援的情況下,我國在本世紀30年代初,便有望完成核聚變反應堆建設。

由於木材,煤炭,石油,天然氣都是有限度的儲存,用完了就沒了!風能,太陽能在生產方面受到比如季節性缺少風電導致生產不穩定能影響,而核裂變的鈾礦由於全球分佈較少並且受到控制而難以大規模推廣,那麼,就剩下核聚變,一旦能全球大規模運用,由於地球上的海水是幾乎無限供應幾百億年,不缺核燃料,而且不受世界大國比如美英等控制,核聚變模式的新型核能電站最大範圍推廣建設起來,將幾乎無限時間解決地球人的能源供應,化解曾經或者現在困擾我們的能源危機!

當然,更樂觀的前景還有很多,比如核聚變電站如果能小型化,微型化,或者移動機動化,那麼,裝載於宇宙飛船,飛碟,星際飛船,太空站等人類製造的星際飛行器,將讓地球文明升級到恆星級高等文明(按照上個世紀對宇宙大文明的劃分為7個等級,第一級0級別文明,第二級母星文明,第三級行星級文明,第四級別銀河系文明,第五級別可運用全宇宙的能量和資源,第六級別可以穿梭於多元多層次文明中,第七級別就是神級別文明可以操控時間空間改變宇宙)。

從核聚變人造太陽的概念,可以研究一些相關標的。

比如中國核建,寶勝股份,保變電氣,安泰科技,紐威股份,沃爾核材,西部超導,久立特材等等。

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分類: 科技
時間: 2021-10-05

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