热核反应,或原子核的聚变反应,是当前很有前途的新能源。参与核反应的轻原子核,如氢(氕)、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应。热核反应是氢弹****的基础,可在瞬间产生大量热能,但目前尚无法加以利用。如能使热核反应在一定约束区域内,根据人们的意图有控制地产生与进行,即可实现受控热核反应。这正是目前在进行试验研究的重大课题。受控热核反应是聚变反应堆的基础。聚变反应堆一旦成功,则可能向人类提供最清洁而又是取之不尽的能源。
人类对核聚变的探索,起源于原子弹。1942年,美国科学家在研制原子弹的过程中,推断原子弹****提供的能量有可能点燃氢核,引起聚变反应,并想以此来制造一种威力比原子弹更大的超级弹。1952年11月1日,美国进行了世界上首次氢弹原理试验。从50年代初至60年代后期,美国、苏联、英国、中国和法国都相继研制成功氢弹,并装备部队。
而对核聚变能量和平利用的探索,也是起始于美国。
美国声称:谁先掌握清洁能源技术,谁就将统治绿色能源市场。
的确,核裂变电站、煤炭、石油、风能和太阳能,都不是真正的洁净能源,而且所释放能量也很有限。而核聚变,其释放的能量比核裂变更大,无高端核废料,可不对环境构成大的污染,而且反应过程容易控制,核事故风险极低!燃料供应充足,地球上重氢有10万亿吨(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油)。为了这种真正的零碳排放能源,科学家们已经屡败屡试了许多年。
美国《新闻周刊》曾在2009年11月报道,美国劳伦斯•利弗莫尔国家实验室的科学家们说,他们已经破解了核聚变能源的难题,如果一切顺利,到2012年,核聚变能源发电将成为现实。
不管这是一个颠覆性技术还是一个高科技幻想,作为当时的一个世界性的大国,中国都必须尽快启动自己的研究计划。于是,经过近四年的研究论证,中国最终在2013年开始了自己的计划,这就是“燧人氏计划”。虽然当时美国并没有如他前面所说的那样在2012年让核聚变能源发电将成为现实,但是中国不能寄希望于别人。
中国的神话传说中,有很多以智慧、勇敢、毅力为人民造福的英雄,燧人,就是其中的一个。远古人“茹毛饮血”,他钻木取火,教人熟食,是人工取火的发明者。关于他的神话反映了中国原始时代从利用自然火,进化到人工取火的情况。《尚书大传》云:“遂人为遂皇,伏羲为戏皇,神农为农皇也。遂人以火纪,火,太阳也。阳尊,故托遂皇于天。”
中国的古籍中有许多关于燧人氏钻木取火的记载。燧人氏是传说中发明钻木取火的人,这在先秦的古籍中已有记载。据《韩非子五蠹》记载:“上古之世,人民少而禽兽众,人民不胜禽兽虫蛇;……民食果蓏蚌蛤,腥臊恶臭而伤害腹胃,民多疾病。有圣人作,钻燧取火,以化腥臊,而民说(悦)之,使王天下,号之日燧人氏。”《尸子》云::“燧人上观星辰,下察五木以为火。”《拾遗记》云:“遂明国有大树名遂,屈盘万顷。后有圣人,游至其国,有鸟啄树,粲然火出,圣人感焉,因用小枝钻火,号燧人氏。”《古史考》云:“太古之初,人吮露精,食草木实,山居则食鸟兽,衣其羽皮,近水则食鱼鳖蚌蛤,未有火化,腥臊多,害肠胃。于使(是)有圣人出,以火德王,造作钻燧出火,教人熟食,铸金作刃,民人大悦,号日燧人。”《三坟》云:“燧人氏教人炮食,钻木取火,有传教之台,有结绳之政。”《汉书》亦有“教民熟食,养人利性,避臭去毒”的记载。清末著名学者尚秉和先生说:“火自无而有者也,其发明至为难能。燧皇感森林****,知木实藏火,不知几经攻治,几经试验,始钻木得之。其功又进于有巢,而即以是为帝号,可见当时之诧为神圣,而利赖之深矣。”又说:“或谓火化而食始于庖羲,故以为号,岂知燧人既发明出火,其智慧岂尚不知炮食?况炮者裹肉而烧之,燎其毛使熟耳。在熟食中,燧人氏不仅发明了人工取火,而且最早教人熟食。尚先生在《历代社会风俗事物考》中还说:“由今追想未有火之先,凡肉皆生食,其有害于人而夭折者,不知凡几,且不知味。及得熟食,肉之腥臊者忽馨香矣,草木实之淡泊寡味者忽甘腴脆关矣,水之冰者可燠饮,居之寒者可取温矣。至黑夜燔柴以御虎豹,犹后也。当夫登台传教,广播为用之时,万民之感为至粗之法。燧人去伏羲近,伏羲益发达美备耳。其创于燧人,无疑也。”尚秉和先生认为,戴庆幸为何如,真惊天动地之伟业矣。既有火则可冶金作刃及他器用。未有火之先,凡器皆以石为之,今所谓石器时代也。”
人工取火的发明结束了人类茹毛饮血的时代,开创了人类文明的新纪元。所以,燧人氏一直受到人们的敬重和崇拜,并尊他为三皇之首,奉为“火祖”。
火的发明使人类有了可以创造的温暖,对远古人类的聚集提供了武器和条件,是人类群居思想的产生提供了根源。火的发明创造了中国家文化的妊振期。
中国的可控核聚变研究计划取名“燧人氏计划”,正是由此而来,希望给中国的文明发展注入更加巨大的动力。
氘和氚,可以从水中提取的氢的同位素。如果用超强的激光球燃爆,你可以创造出类似发生在太阳中心位置的反应。驾驭这种反应,就相当于你在地球上创造了一个行星,利用这个行星的热能,你可以产生电能而不会造成任何污染。
在裂变反应中,一个铀原子核****成两个较小的原子,其能量转化成热能释放出去。这些热能用来产生蒸汽,以驱动涡轮机和发电。而在聚变反应的第二步(热生蒸汽,蒸汽发电),聚变能量保持不变。你要设法使得氘核和氚核合并、融合,而不是****原子核。一旦这种情况发生,你就制造了氦气并伴随着巨大的能量释放。
科学家一直试图生产出可用几十年的核聚变能源。到目前为止,他们屡试屡败。这并不是因为聚变本身不可实现。每个氢弹****都会发生聚变。关键是如何控制聚变过程以得到一系列微小的、可控的爆裂,而不是一次性的爆破。天意弄人的是,聚变能源离我们只有40年之遥,而且似乎是永远的40年。
在核聚变反应堆里,氘、氚等原子聚合后,变成更重的原子。这和通过****而释放能量的核裂变截然不同,人们需要进行许多实验来了解有关反应的特性。此外,要在地球上使用受控的核聚变反应堆,就必须把气体加热到超过1亿摄氏度。这在工程和材料上的挑战将非常艰巨,据了解,要建造这一“人造太阳”,需要成千上万吨的混凝土和钢铁,而且还需要多种罕见的物质,比如铍、铌、钛和钨,以及低温液氮和液态氦。当然,最为关键的是,还需要大量核燃料。所有这些原料最终将会制造出国际热核聚变实验反应堆,从而在热核聚变领域取得重大突破。
聚变面临的最大问题是缺乏能量。即使是世界上最大的激光也无法产生足够的能量来同时粉碎所有原子核,并使之稳定。这正是“燧人氏计划”研究的核心课题。
核聚变能源将是一个像互联网一样的颠覆性技术,触及经济的每一个部分。如果中国可以第一个商业化核聚变能源,我们将统治绿色能源市场,并能创造出支持半个世纪的就业机会,因为我们将需要不断的建造核聚变能源工厂以向世界其他地区销售。而如果别人获得先机,那就将是我们向他们购买了。核聚变能源还是对一个日趋浮现的危机的一个潜在解决办法。世界人口每年约增长1000万。与我们相比,现在中国和印度的人均能源使用较少,但由于发展中国家的工业化,对电力的需求将会激增,再加上交通也将越来越多地由电力驱动,电力将成为一个源源不绝的需求。据世界资源研究所称,到2030年,全球发电将在2006年的水平上增长近80%。
“燧人氏计划”至2014年正式启动以来,经过项目组成员的殚精竭虑,历时15年,终于在2029年9月29日取得了成功。而两天之后,就是共和国的八十华诞,也算是为共和国送上了一份最宝贵的礼物了。58xs8.com