今天来聊美国人正在偷偷*一件大事儿,你这几天是不是还在惆怅,韩国LK-99室温超导没有搞成?但美国人却已悄悄地开始,用一种高温超导材料,打造一个紧凑型的“人造太阳”,想要在2025年,也就是后年,实现氢聚变点火,并获得净能量的收益。
你第一个反应可能是,拉倒吧,人造太阳,还后年,再过50年都搞不定。你可别小看美国人干这事儿的决心,他们已经买下了全世界大部分的关键材料,2021年就制造出了世界上最强大的实用稳态强磁场,足以将一艘航空母舰抬离水面。而这种磁场,就是要用来建人造太阳的。
干这事儿的是麻省理工2018年成立的初创公司联合核聚变系统(CFS),有人已经给他们投了20亿美元,开始在波士顿附近的美国陆军预备役基地,建造一个新型托卡马克聚变反应堆Sparc,而这个反应堆最关键的材料就是氧化钇钡铜(YBCO)胶带,一种革命性的高温超导材料。
核聚变是在高温高压下,打破原子核的排斥力,将其强行合并成重核,氢聚变就是将两个氢核合并成一个氦核,这个有多难呢,大致相当于把1米7高的你,压缩到你头发直径的百分之一,或者把地球压缩到橄榄球大小,在这个过程中会释放出巨大的能量,这是宇宙中太阳及其他恒星的能源来源。
这个释放的能量究竟有多大呢?我们以煤炭为例,同样质量的物质,铀核裂变释放的能量是煤炭的276万倍,氘氚聚变释放的能量是煤炭的1000万倍,而反物质全部湮灭,释放的能量更高达煤炭的28亿倍。
所以你就可以想象,如果人类能够实现可控核聚变,并将其用于发电,就可以释放多大的能量,而且它没有任何污染排放,出问题了聚变就会立刻停止,不会像裂变反应堆那样,导致巨大持久的污染,我们将拥有一种完全清洁,绝对安全,可无限使用的无尽能源,从而有助于解决全球能源危机和气候变暖。
而要实现人工核聚变,最关键的就是把上亿度的高温等离子体约束在一起,不让它们接触周围的任何部件,避免熔毁反应堆。那么要如何才能做到呢?高温等离子体是带电的,所以我们可以用磁场把它与周围的物质隔离开来,这样的装置就是托卡马克装置。