2020-03-08
提起清潔能源，我們首先映入腦海的自然就是風力發電、水力發電和太陽能發電，這三種發電方式是現在世界上比較主流的清潔能源獲取方式。其實除此之外，在應用中的清潔發電方式還有潮汐能發電、地熱能發電、核能發電、氫能發電、飛輪儲電、生物能發電等。以上所列舉發電方式的已經在世界範圍內有所應用，其中中國可以說是將清潔發電做得相當不錯的國家。其實除了以上提到的方式外，還有一種方式就是核聚變發電，這種被稱為近乎無限能源的核聚變發電，可能是未來主流的發電方式。如果核聚變發電成為現實，那麼世界上能源問題將會永遠解決。
我國其實從上個世紀開始就已經對核聚變發電投入了大筆的資金，甚至走到了世界的前列。在中國科技大學與中國核工業集團共同搭建的核聚變實驗室中，有被稱為“人造太陽”的核聚變裝置，但是一直以來都沒有辦法造出穩定且廉價的裝置。近幾年來，隨著能源問題的愈發突出，核聚變技術又一次被人類寄予希望。這次中國進行的“人造太陽實驗”，可以說是世界頂尖的技術，也是高精尖的領域，它更多的是磁約束核聚變裝置，是核科學技術、超導技術、大功率微波技術、等離子體技術、高能粒子束技術、複雜系統控制技術、機器人技術、精密加工技術等的綜合集成。
在2019年中國聚變能源大會上，中國核工業集團西南物理研究所的段旭儒所長，為我們帶來了好消息，中國新一代的可控核聚變研究裝置“中國環流器二號M”（簡稱HL-2M），將於2020年投入使用。這可以說是在核聚變研究上又走了很大的一步。美國很多的研究人員都感到震驚，甚至有人認為，如果該裝置成功，那麼可能使得核聚變發電，這個被人類寄予巨大希望的清潔能源技術，最終走向現實。 這個名為“HL-2M”的實驗裝置，它因為核聚變所產生的熱量將內部溫度升高到達到駭人聽聞的2億攝氏度，這相當於太陽中心溫度的10倍左右。而之前為人造太陽實驗開發的設備最高承受也不過僅僅只有1億攝氏度。目前，這個龐然大物，其安裝工程正在有條不紊地進行，預計將在2020年正式使用。
其實核聚變是相對於核裂變而言的，核裂變人類早在二戰期間就已經得到了應用，第一個應用的方式就是核彈。而核聚變則是太能內部能夠產生能量的最主要原因，太陽能夠產生能量，主要是融合兩個原子核，以形成一個大原子核，在這個過程中，會釋放巨量的能量，在太陽上，核心溫度達到約1500萬攝氏度，氫核結合形成氦。為了在地球上重現這一現象，科學家們必須將燃料--氫氣的類型--加熱到超過1億攝氏度的溫度。在這一點上，燃料變成了等離子體，所以說中國科技大學和中國核工業集團共同進行的核聚變實驗被稱為“人造太陽”，可以說是非常名副其實的了。
其實在“HL-2M”之前，中國已經開發研製並安裝了環流器一號、新一號、二號A等3個受控核聚變實驗裝置，與前三個相比，“HL-2M”有著跨越式的技術進步，而且要求也更為嚴格，其主機中心的柱子就有兩層樓那麼高，質量更是有將近80噸，相當於20頭成年非洲象的重量，而其安裝時對精度也有極高的要求，誤差不能超過0.1毫米，可以說是膽大心細的表率了。不過雖然“人造太陽”實驗有極大的進步，但是離真正能夠使用，還是任重道遠的。
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