合肥“人造太阳”有多重要?足以改变我国能源格局,引发能源革命

前言
能源利用水平决定了一个文明的程度!
①当史前人类使用柴薪时开启了文明进程
②当大规模利用煤炭能时开启了第一次工业革命
③当大规模使用石油、天然气等化石能源时开启了第二次工业革命 。
④当人类开始从自然界大规模收集能源时(水能、风能、太阳能、潮汐能等),迎来了信息时代 。
文明发展总是伴随着巨大的能源需求!

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能源利用过程
在20世纪60年代,物理学家卡尔达肖夫将人类的文明等级划分为三级 。第一级文明被称之为行星文明,可以利用母星和周围的卫星的能量 。二级文明是恒星级文明,可以利用所在的恒星系的所有能量 。三级文明是可以利用整个银河系的能源 。
而人类目前还没有达到1级文明,只不过处于0.7级文明的阶段,而直到现在过去了接近半个世纪,人类仍然处于0.7级文明 。
由上可知,能源科技对于人类文明绝对是排在第一位的!人类文明要想进一步利用能源,必须看向原子层面 。
原子能
爱因斯坦最牛逼之一就是提出了质能方程E=mc
揭示了质量与能量的关系
c代表光速其值为
c=299792458m/s=299792.458km/s
一丁点质量就能释放巨大能量,最简单利用原子能就是核裂变,其两次展现更是直接结束了二战 。

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比结合能
原子的聚变比裂变丢失的质量更多,因此释放的能量更为巨大 。
“人造太阳”的前景

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中国2021发电占比
可以看到我国能源结构非常依靠煤电,导致我国单位GDP能耗居高不下,同时伴随着大量污染 。
虽然现在由核裂变发展起来的核电站技术越来越成熟,但其产物处理终究是个大问题 。
核裂变反应式:
235U+n→236U→135Xe+95Sr+2n 235U+n→236U→144Ba+89Kr+3n
核废料目前的处理方式就是填埋,对于人类来说始终是一个隐患 。一旦核电站因意外损毁,必将是灾难性的 。日本福岛核电站因为地震,而造成核泄漏引起了多少次恐慌,而日本政府却妄图想将核废水排入海洋中遗害整个人类 。

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秦山核电站
值得注意的是,核电站正确严谨对待,其发生核泄漏的概率是极低的,只要规范使用,正确处理核能就能成为造福人类的清洁能源!
相比于核裂变使用核能,核聚变对原子能的利用更进一步 。
核聚变反应式:

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根据比结合能

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氘氚的聚变丢失的质量更大,因此释放的能量更多 。①
以下是核聚变比核裂变更适合作为能源的原因 。
②生成的产物没有辐射污染(产生的中子可以通过处理使中子反应或被吸收)
③并且只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用 。一旦出现故障,极高温度无法保证,于是整个反应停止 。
④氘氚的储量丰富,海水中氘的总量约40万亿吨,按目前世界消耗的能量计算,海水中氘的聚变能可用几百亿年 。而氚可以通过中子可以有锂制造 。
热核反应是氢弹爆炸的基础,可在瞬间产生大量热能,但尚无法加以利用 。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 。受控热核反应是聚变反应堆的基础 。聚变反应堆一旦成功,则可能向人类提供最清洁而又是取之不尽的能源 。
文明进步我们一直在路上
好在,我国长远布局,一直在研究利用核聚变 。
【合肥“人造太阳”有多重要?足以改变我国能源格局,引发能源革命】近年来我国“人造太阳”一直带给我们惊喜 。

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EAST全超导托卡马克装置(东方超环)

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从原来的一穷二白到如今的世界领先 。
可以看到,我国正逐渐突破关键技术,相信我国在不远的将来,会彻底摆脱能源危机!