人类至今没有办法开发出可控核聚变的原因是现在只是假设阶段,以目前的科技水平无法研究出来真正的可控核聚变,加上科学家心里没底,更难。
常常可以从新闻上看到专家称可控核聚变实现应用还需要50年,这里说的是应用,而不是工程阶段,可控核聚变民用阶段是个伪命题,至少在真正的可控核聚变研发出来后才能做到真正的预测应用时间。
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首先核聚变的物理基础是等离子体物理,等离子体学科本身建立时间就不长,许多理论也是借着可控核聚变的需求才发展起来,因此到目前为止,整个等离子体物理方面的基础理论尚不完整,许多问题还有待探索。
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其次是可控核聚变从真正开始研究到现在也才60年的时间,在这60年的时间里,先驱科学家们一直致力于如何“约束”住高达几亿摄氏度的等离子体,因为要想发生核聚变反应,至少达到这么高的温度。可是当今最耐热的材料不到1万度也会熔化气化,在利用磁场和惯性来完好约束等离子体的道路上,我们已经整整花费了60年。
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在这个过程中等离子体物理学家们尝试了许多磁场形状,通过计算、模拟、实验多种手段来寻找更好的磁场形状和运行参数,到目前为止,以“托卡马克”为例,已经在高参数下稳定运行上百秒的时间,并且将等离子体的大多数不稳定性都抑制了。
真正的利用核聚变要到什么时候?其实很难说。目前石油、煤炭、天然气的储量,尤其是煤炭储量还很丰富,对于核聚变的要求主要来自于无碳能源的需求。但核裂变在增殖堆的反应能利用率随着研究,近年来开始不断增长,可能成为无碳能源重要的候选之一,也会对核聚变研究的投资产生一定影响。
还有如何安全可靠地把高能中子的能量变为热能发电的问题,如何安全廉价地处理被高能中子轰击失效后换下来的放射性辐射废料的问题,如何可靠经济地维持约束线圈超导状态的问题等等。对怎样解决这些问题,其实专家们肯定心里也是没谱的,于是这50年约定似乎于遥遥无期。
无论如何,这个可控核聚变的观点和假设已经提出来了,可能等到科技水平达到一定程度后,就可能会研究出真正的可控核聚变出来。