核聚变虽然优点多,但是现阶段有一个唯一的缺点,那就是技术攻关难!
从几十年前开始,科学家们就说在50年内,可控核聚变将会被人类掌握造福人类,然后每年都会说50年之内一定可以实现的话。
直到今天,科学家们依然在说,50年内,将会掌握可控核聚变技术,人类将会拥有清洁高效的能源。所以很多网友调侃道,这个50年怕是永远看不到头了,因为这个东西太难了。
也不能怪科学家们,因为可控核聚变实现的过程异常复杂,核聚变的本质是让质量较轻的原子核相互碰撞,形成质量较重的原子核,根据爱因斯坦的质能方程式E=m(c^2),在这个过程会释放巨大的能量。
太阳之所以会发生核聚变,是因为太阳的质量非常大,在巨大的引力下,其内部会形成高压环境,导致温度也非常高,在高温高压环境下,其内部的氢原子会相互碰撞,组合成新的原子,释放出巨大的能量。
而在地球上没有太阳那么大的压力,想要这个小太阳能够运转起来,其内部的温度就必须非常高,这是因为温度的本质就是内部原子运动的速度的快慢,只有温度足够高,里面的原子速度就会变得更快。
只有当原子的速度足够快的时候,才能把两颗坚硬的原子核撞开,让它们分散,然后重新组合在一起,释放出能量,而想要达到原子核被撞开的速度,其温度就必须要达到1亿度以上才可以。
那么新的问题就来了,目前地球上没有任何材料,可以承受得住这么高的温度,来作为原子核的容器,这个时候,苏联人想出了办法,那就是用磁场来束缚住这些原子核。
他们给这种能够用磁场束缚住原子核的装置,叫做托可马克装置,这个装置的原理是当原子在10000度以上高温的时候,其化学键就会破裂,电子就会和原子核分开,带负电,而分开后的原子核则带正电。
带正电的原子核,也叫等离子,所以中国核聚变相关的研究所,也叫等离子物理研究所,这些带正电的原子核,在洛伦兹力的作用下,会开始转圈圈,所以托可马克装置也设计成环形的,就是让等离子体在内部转动获得更多的势能。