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袁岚峰:在可控核聚变的道路上,中国走到了哪一步
——科普核聚变
关键字: 核聚变EAST托卡马克爱因斯坦质能方程可控核聚变三体问:可控核聚变什么时候能实用化?
答:最基本的回答是:无法预测。有人说要25年,有人说到2050年左右,这些都属于自由猜想,姑妄听之即可。这东西和造原子弹不一样。原子弹的物理原理是很清楚的,只要足够多的高浓度的铀放在一起,空气中的中子就足以引发链式反应,立刻爆炸。所以造原子弹的瓶颈因素就是浓缩铀。浓缩铀的进度又取决于浓缩技术,如离心机,因此很容易预测一个国家什么时候能核爆。可控核聚变却迄今连技术路线都没确定,怎么可能做出准确的预测?如果能在煤炭、石油、天然气等化石能源耗尽之前发展出来固然是好的,如果不能那也没办法,只能怪人类命不好,或者不够努力——早干什么去了,愚蠢的人类!
问:如果到化石能源耗尽都发展不出可控核聚变,人类怎么办?
答:作为对化石能源的替代方案,最靠谱的是太阳能,因为它是可再生能源。按照某些计算,把塔克拉玛干沙漠(33万平方公里)的面积拿出一半来建设太阳能光热电站,就足以满足全中国的电力需求。此外,著名纳米材料学家杨培东教授的研究组最近实现了人工光合作用,用二氧化碳和水合成醋酸酯,也是一条利用太阳能的技术路线。大力发展太阳能可以保证我们在化石能源耗尽后的生存,这是大战略。
但单凭太阳能是不足以飞出地球、移民宇宙的,困在地球上,长远还是死路一条。可控核聚变是星际航行唯一可靠的能源。关于这一点,“资水东流”的《技术大停滞》(http://blog.sina.com.cn/s/blog_3c4e19860102w4ll.html)解释得非常透彻,向大家强烈推荐这篇杰作。下面是其中的关键段落:
按照人类目前的技术水平,新能源还远不足以替代化石能源,更不要说比传统化石能源高一个层次。或许人类永远没有机会谈论“别人”。因为人类极有可能来不及点燃聚变堆。
人类已经在可控核聚变上花费了将近60年的时间,实质性进展基本为0,全世界联合起来,ITER的工程进度还一拖再拖。人类科学史上,还没有一项技术耗费了如此长的时间,看似触手可及,但就是找不到突破途径。
地球文明已经进入一个关键点。有网友称为文明的临界点!
在黑暗的宇宙森林中,行星上的化石能源是一根小火柴,如果能够点燃宇宙提供的木头,那么将会获得整个森林,或者说,冲破地球蛋,孵化成功,获得宇宙广阔新空间;如果不能,那就会困死在地球上,和那些寂静的星球一样,依靠太阳能和地热维持一个低层次的文明。
问:可控核聚变能使人类文明发生多大的变化?
答:举个刘慈欣《三体》中的例子。在此书中我最敬佩的人是章北海。一般科幻小说里只有一位救世主,《三体》里却有好几位救世主。章北海是其中最积极主动、最可歌可泣、可调动的资源最少而成就最大的,应该当之无愧地称为头号救世主。
章北海
“现有理论的应用潜力可能连百分之一都还没有挖掘出来。”章北海说,“我感觉,现在最大的问题是科技界的研究战略,他们在低端技术上耗费大量资源和时间。以宇宙发动机为例,裂变发动机根本就没有必要搞,可现在,不但投入巨大的开发力量,甚至还在投入同样的力量去研究新一代的化学发动机!应该直接集中资源研究聚变发动机,而且应该越过工质型的,直接开发无工质聚变发动机。”
我们在这里不讨论发动机有无工质的问题。只需确认一点:核聚变是人类进行星际航行唯一可靠的能源。单凭这一点,就可以引出无穷的想象空间。人类文明将从匍匐在地球上的弱小文明,一跃成为能够在星辰大海中穿行的高级文明。
再让我们想起,所有恒星的能量都来自核聚变。《正气歌》说:“天地有正气,杂然赋流形。下则为河岳,上则为日星。”是的,我们将用日星的能量上升到神的高度。
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- 责任编辑:武守哲
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