第210章 热核聚变的未来？

主要原因就是材料技术不过关！ 这一切都要从热核聚变的基本原理说起。 现在比较常见的热核聚变是将轻核(主要是氢的同位素氘和氚)加热到数亿度高温，使其聚合成较重的原子核，同时释放出巨大能量的过程，太阳的发光发热和氢弹爆炸就是这样的原理。 聚变能的特点是：第一，聚变反应释放出大量的能量，一升海水中的氘通过聚变反应可释放出相当于300升汽油燃烧的能量。 第二，聚变资源储量十分丰富，地球上海水中所含的氘，如果用于氘氘聚变反应可供人类用上亿年，而用于产生氚的锂在地球上也有比较丰富的储量，可供人类用于聚变反应几万年。 第三，聚变的反应产物是比较稳定且无放射性的氦。考虑聚变能固有的安全性、环境的优越性、燃料资源的丰富性，聚变能被认为是人类最理想的洁净能源。 那问题来了。 如何让这两个轻核进行聚合反应呢？ 要使两个原子核发生聚变反应，必须使它们彼此靠得足够近，达到原子核内核子与核子之间核力的作用距离，此时核力才能将它们“粘合”成整体形成新的原子核。 据实验资料估计，要使两个氘核相遇，它们的相对速度必须大于每秒1000公里。此时单个氘核具有巨大的动能，对于一团氘核整体而言，则具有极高的温度。 两个氘核产生聚变反应时，温度必须高达几亿度。氘核与氚核间发生聚变反应时，温度也须达到一亿度以上。这种在极高温度下才发生的聚变核反应也称热核反应。 在如此高温下，物质已全部电离，形成高温等离子体。开发利用核聚变能源首先必须产生一团高达上亿度的高温等离子体。 那问题又来了，如何让这两个氘核原子进行高效、稳定、可控的碰撞，也就是将核聚变进行可控化呢？ 那就只有一个方法，那就是充分的约束。 这个方法是指将高温等离子体维持相对足够长的时间，以便充分地发生聚变反应，释放出足够多的能量，使聚变反应释放的能量大于产生和加热等离子体本身所需的能量及其在此过程中损失的能量。 这样，利用聚变反应释放出的能量就可以维持所需的极高温度，无需再从外界吸收能量，聚变反应就能够自持进行。 但想要达到这种技术的使用前提，就必须先要达到极高的温度。 上亿的温度！ 只要温度足够高！等离子体的热运动速度就会越快！ 但光速度快还不行，因为热疗离子像无头苍蝇一样到处乱撞的话，这样的效率还是非常的低，没有办法达到高效、稳定的聚变！ 所以还必须使用其他方法，来保证这些等离子体能够按照我们想象的方向进行运动，从而有效的增加反应的几率。 这也是可控核聚变目前为止最核心的技术。 一个是保持温度的容器，另外一个是约束离子的方法。 与之相对应的，那就是一个是耐高温、耐热冲击材料！ 而张旭他们研究出来的这个材料，就是一个耐高温、耐热冲击材料，而且数值比较惊人，远要比上面领导特别重视，甚至因此专门成立了明泉电子科技那家公司生产的那个材料，要更加的出色。 明白了他们研究出来的新材料的重要性后，孙宁趁着张旭看资料的间隙，跟吴教授继续打听另外那个材料的消息。 吴教授也是觉得自己闲着也是闲着，就跟孙宁粗略的说了一下。 另外一个限制热核聚变的材料那就是之前炒的沸沸扬扬的常温超导材料！ 毕竟可控核聚变，左右不过就是用烧开水的方式，烧太阳呗。 只是炉子里面的核心成为了两个轻核原子，而水只不过是进行能量转化的一种媒介了。 “虽然我已经从前沿科技研究领域退下来七八年了，但是地球科研界每一期与材料物理有关的权威性杂志，我还是会每一期都回去看的。” 吴教授接着说道，只不过说起这些话的时候，他又想起了当年自己在实验室挥洒汗水的那些日子。 “这几年就因为这种材料，国际上相关的科研领域闹出了很多事情，前几年罗彻斯特大学就发表的一篇重磅论文，他们的研究人员创造出一种氢化物材料，首次在高达 15 摄氏度的温度下，观察到常温超导现象，这个话题当时就在相关的研究领域掀起了不少的浪潮，但···研究人员创造出的常温超导材料，也有存在一些严重的限制，并不能够应用在热核聚变装置的建造上面。” 说到超导材料，在可控核聚变的技术攻关中，常温常压超导材料要比耐高温材料更为重要，当然这种话，吴教授肯定是不会说出来的。 毕竟就算是烧开水，就算只有盖子（常温常压超导材料），没有壶身（耐高温材料）这个行为也没有办法进行的。 当然这个壶身无论如何也不可能是实体的，因为没有任何耐高温材料，能够扛得住上亿度以上的高温！ 上亿度！ 这和太阳的温度差不多了！ 想要达到这么高的温度，只能够通过各种引力场、惯性力场、磁场等一些看不见的无形的手，才能够将热核反应约束在一定的区域内。 “现在适合可控核聚变的约束方式，是使用常温常压超导材料，打造而成的磁约束装置，现在国际上已经有经过验证的，切实可行的可控核聚变的“壶身”。” “现在国内已经有了一座可控核聚变装置，可以实现稳定放电，但无法长期保持稳定，甚至是时间上只能坚持一点点，如果有了常温超导材料，实现可控核聚变，那完全是指日可待。” 一旁的孙宁似懂非懂的点了点头，虽然这些内容涉及可控核聚变这么高深的问题，但好在吴教授的表述方法比较简单，孙宁还是能够听懂的。