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    標題 可控核聚變重大突破 馬斯克：挺酷、但沒必要
    分類 熱點事件
    內容 *** 次數：60000 已用完，請聯系開發者***

    新能源重大進展，突如其來：

    人類首次在聚變反應中實現了凈能量增益。

    意思是說，可控核聚變裝置中，輸出的能量首次大于輸入的能量。" 人造太陽 " 朝商業化邁出第一步。

    639d3b986227689915000012_10242721.jpg有多重要？

    馬斯克一生追求廉價、清潔能源，幾乎窮盡一切手段：太陽能屋頂、鋰電儲能站、純電動汽車、可回收火箭……

    639d3b986227689915000013_10242721.jpg他的一切所作所為，永遠圍繞一個主題：提升人類文明利用能源的規模和效率。

    而學界、產業界的普遍共識認為，能源問題的終極答案就是可控核聚變。

    一旦實現商業化，全人類會擁有廉價的、取之不盡的能源。

    人造太陽重大進展

    研究成果來自美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）。

    直接上結果：

    12 月 5 日，LLNL 一次新實驗，輸入的能量為 2.05 兆焦耳（MJ），在核聚變反應后的輸出能量約為 3.15 兆焦耳。

    能量增益高達約 150%。

    反應堆輸出的 3.15 兆焦耳能量，大概夠燒開 20 壺水。

    看起來不多，但重要意義是維持可控核聚變反應的能量，第一次小于核聚變輸出的能量。

    正循環的基本條件具備了，今后繼續降低可控核聚變的成本、提高效率的基礎也有了。

    639d3b986227689915000014_10242721.jpg從人類認識核聚變，到今天這一步一共走了 90 年（1932 年人類發現核聚變程序）。

    為什么這么難？

    核聚變，即輕原子核（例如氘和氚）結合成較重原子核（例如氦）時放出巨大能量的反應。

    以氘氚聚變為例，一個自由質子的相對原子質量為 1.007；一個自由中子的相對原子質量為 1.0084；由 " 兩個質子 + 兩個中子 " 結合而成的氦負四原子，相對質量為 4.0026。

    而 4.0026

    1 公斤氘氚聚變相當于 80544.9 噸 TNT 當量，這個效率遠遠超過人類有史以來利用過的任何能源。

    639d3b986227689915000015_10242721.jpg但難點是，核聚變發生條件苛刻，需要極高壓和高溫，而一旦開始，又會瞬間釋放能量，難以控制。

    所以人類對核聚變的首先應用，是氫彈。

    人造太陽要解決的難題，是采取合適的手段，使得核聚變過程受控。

    具有一定可行性的可控核聚變裝置之一叫托卡馬克。中央是一個環形的真空室，外面纏繞著線圈。在通電的時候托卡馬克的內部會產生巨大的螺旋型磁場，將其中的等離子體加熱到很高的溫度，以達到核聚變的目的。

    639d3b986227689915000016_10242721.jpg而反應開始后，托卡馬克則利用磁約束來實現受控核聚變。

    問題是——要維持托卡馬克內的反應，需要不斷輸入能量，遠大于裝置內核聚變產生的能量。

    而另一條技術路線，就是這次取得重大進展的激光核聚變。

    人造太陽 " 正循環 "，怎么實現的？

    所謂激光核聚變，是用高功率激光作為驅動器，照射核燃料標靶的慣性約束核聚變。

    基于激光的反應堆，可以讓核聚變在很短的時間內發生，而且現在已經一定程度上跨過了凈能量增益的門檻。

    所謂 " 慣性 "，簡單來說，就是在極短時間內對聚變反應中形成的等離子體增溫增壓，利用內部原子核自身的慣性，讓它們在向四周膨脹逸散之前就克服彼此之間靜電斥力，完成融合。

    639d3b986227689915000017_10242721.jpg具體過程是：使用激光照射核燃料標靶，在光束加熱作用下，顆粒等目標容器會向外爆炸。

    在爆炸過程中，除了容器表層，其余部分會產生反作用力，使其向內加速并壓縮里面的燃料。

    另外，這個過程還會產生大量沖擊波，壓縮并加熱中心的燃料，從而促使核聚變發生。

    但如果想要將聚變反應堆應用于商業發電，就需要讓激光器每秒加熱目標至少 10 次。這并非根本不可能，但從工程角度來看，是非常困難的。

    LLNL 實現突破的方法，是利用美國的國家點火設施（National Ignition Facility，NIF）——世界最強大的激光點火裝置，用多達 192 道的激光束，照射處于輻射平衡態的空腔（hohlraum），也就是包裹著氘和氚，針頭大小的球狀顆粒。

    639d3b986227689915000018_10242721.jpg通過激光作用，氘和氚的混合物形成了超熱氫等離子體。

    另外，在反應過程中，產生的 X 射線炸開了原來的粒子，燃料層內爆，為核聚變的發生創造了條件。

    最終在 NIF 的加持下，這次實驗產生了足夠多的熱量，并且這些熱量在燃料中傳播足夠快，使得輸出的能量超過了輸入。

    639d3b986227689915000019_10242721.jpg△ NIF，已耗資 35 億美元

    這次實驗結果，其實也是一種 " 大力出奇跡 "。

    距離商用還有多遠？

    知乎用戶 @樹樹給出了這樣的估算：

    639d3b98622768991500001a_10242721.jpg100 萬美元成本，燒了 20 壺水（還不算 35 億美元的設施成本），成本依然高得可怕。

    但前景是樂觀的。

    馬斯克怎么看

    馬斯克早就有看法：

    639d3b98622768991500001b_10242721.jpg挺酷、行得通，但沒必要。

    因為我們的頭頂一直就有一個取之不盡用之不竭的核聚變反應堆——太陽。

    所以馬院士認為，最好的能源問題終極方案，是利用太陽能（風能本質也是太陽能的一種），而不是不計成本去搞人造太陽。

    所以，馬斯克投資了太陽能、鋰電、新能源汽車、航天、城市交通、腦機接口… .. 唯獨沒投資核聚變。

    639d3b98622768991500001c_10242721.jpg最后，回歸到我們關注的新能源汽車。

    無論馬斯克看不看好，可控核聚變商業化落地，意義依然是巨大的。

    要明確一下，可控核聚變商業化不太可能是安裝在車輛本身的小型反應堆裝置，技術上難度巨大，也不符合汽車本身消費品的屬性。

    真正的意義在于，可控核聚變使電能取之不盡用之不竭，成本極低，而且完全 0 碳 0 排放。用車成本幾乎可以忽略不計。

    人類要做的，只剩下建設合理的儲能運能體系——比如馬斯克正在搞的鋰電池儲能站。

         可控核聚變重大突破 馬斯克：挺酷、但沒必要 荒鎮定寸步難行自若山野嶺35. 幾年前，我在山里說過的一句話容許我再說一遍，作為終響：“樹在。山在。大地在。歲月在。我在。你還要怎樣更好的世界？”leave a wonderful impression on：給......留下深刻印象朱熹313.即以其人之道，還治其人之身?！吨杏辜ⅰ?nbsp;   輞川圖上看春暮，常記高人右丞句。作個歸期天定許，春衫猶是，小蠻針線，曾濕西湖雨。夕陽依舊壘，寒磬滿空林。核聚變,馬斯克,新能源汽車,鋰電池,勞倫斯6.Slow and steady wins the race. 穩扎穩打無往而不勝。
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