各类能源为人类的发展提供了不可替代的作用,目前,大多数国家的能源结构仍然依托于石油等能源。
众所周知,石油是不可再生资源,这就意味着随着人类的不断开采,石油资源必将面临枯竭这一结果,因此,能源结构进行升级就十分必要。
但众多资源中,有一项技术能源是目前人类比较理想的能源,就是让氢原子进行核聚变释放能量,而这种通过这种技术所释放的能量密度远超石油。
事实上,全球各国对此早就展开研究,并且在中国宣布相关技术突破后,现在已经是世界领先地位。
那么,这种技术有多少难点没有攻克?中国又发展到了什么水平?
化石能源的短板
在人类的发展过程中,必将消耗各种能源和资源,但是有些能源是可再生的,即便是用的多了,可能经过一段时间后的培养还是会产生。
然而,真正令人担心的是那些不可再生能源,随着人类的不断挖掘和使用,会变得越来越少,甚至别地枯竭,那么,这项需要这项能源的地方自然也就没有了能用的能源。
而这些不可再生能源个分类在生活中还是非常常见的,比如石油,在人类开始工业发展后,石油的用量大幅提升,因此也出现了一些因为买卖石油而暴富的国家。
比如在中地区的一些国家,他们的国家境内拥有着非常多的石油能源,依靠这些石油能源一直保持着国家比较富裕的状态。
尤其是随着工业化越来越发达,对石油的需求量的也就变得更高,即便是到了现在,各个国家对于石油的需求量也是稳步上升的。
不过,石油的储存量是有数的,据美国地质局估计,全世界最终可采石油储量为3万亿桶。由此推算,世界石油产量的顶峰将在2030年出现。由于剩余储量开采难度增大,石油产量会快速下降。
由此可见,世界各国对于化石资源的使用率还是非高的,这必将会让有些能源逐渐变得稀缺,而除了不可再生的缺点外,在使用化石能源时还会有大量的温室气体产生,这对于全球变暖而言,也有着非常大的影响。
从这些方面进行来看,能源结构进行改变也是势在必行的一件事情,但是研究新能源其实并不容易,目前市面上比较火的新能源也就只有了了几种,而且想要实现稳定供能的话,也会需要进行大力研究。
可控核聚变技术
其实,从目前人类的需求来看,人类需要不仅仅是一种能够长期实现供给的能源,还需要清洁能源,不会产生废料,对人类的生活几乎不会造成任何影响,安全且能够被大量使用。
因此,人类将目光放在了核聚变技术上,而这种技术目前来说,其实还有很多难题没有解决,不过,科学家对此依旧充满希望,因为太阳产生能量的方式就是核聚变,而太阳可能已经存在了很长很长时间,但是太阳依旧存在。
而太阳所产生的能量也在用不同的方式所展现出来,比如光合作用,风,水蒸气等等,而这些其实都是能量表现的一种方式,都和人类的生活息息相关。
因此,人类如果能够全面掌握并且控制核聚变的话,对于人类的发展也是有着非常多的意义和好处,不过,目前又产生了非常多的新的问题,太阳作为一个巨大的能量体,又在广阔的是宇宙中,即便是在不断进行核聚变反应也基本不会有问题。
但在地球上却不行,如果对核聚变技术的反应堆不加以控制的话,本身就是非常危险的一件事情,甚至可能会让人受到伤害。
而在核聚变的使用过程中,要能够稳定控制核聚变发生的程度,这就是更为关键的可控核聚变技术,就从目前而言,很多国家已经在进行这方面的研究,但是研究进程却十分缓慢。
这项技术里也还存在着非常多的难题没有进行解决,比如能量收支平衡问题,核聚变产出的能量要远远大于投入的能量,才能够从中获得收益,但目前的话,这个问题解决起来仍然是存在很多问题的。
另外还有一个难于解决的问题就是聚变中子辐照,因为核聚变反应会产生大量的高能中子,而这些中子会对反应堆的结构材料造成非常大的影响,甚至是直接破坏反应堆的正常运行。
除此之外的话,其他方面的小问题也同样需要解决,因此很多相关方面的科学家为此都在不断进行研究,想要在这方面实现突破。
中国获得重大突破
根据目前公布的消息来看,中国在相关技术上取得了重大突破,在中国高额投资下,多项成果出现,比如,东方超环装置实现了403秒的高约束模等离子体运行、中国环流器二号M装置,实现了1.5亿等离子体温度。
就在去年,中国又公布了一项关于中国环流三号的突破,刷新了磁约束聚变装置的运行记录,而这些技术的突破也都推动着中国在相关领域的发展,让中国能够在相关技术领域进步。
如果中国能够实现可控核聚变技术的更大突破并应用的话,这将可能会直接改变中国的能源结构,目前中国的能源结构虽然已经在不断提高其他能源的使用,但是对石油等资源依然有比较大的依赖性。
目前,中国已经在进行新的有关核聚变技术方面的研究,比如今年建成的强流重离子加速器研究装置,想要在2030年实现激光惯性核聚变反应,而想要实现的话,就需要科学家付出更多的努力,才有可能实现更大的突破。
参考资料:
1克燃料可产生约8吨石油的能量,将彻底替代石油!这种技术中国厚积薄发——每经网
1克燃料可产生约8吨石油的能量,将彻底替代石油!这种技术中国厚积薄发——每日经济新闻
中核集团:重大突破!我国掌握可控核聚变高约束先进控制技术——澎湃新闻