中美核聚变技术对比,究竟哪家更强?中国离核聚变发电还有多远?

科学怂哥 2024-02-22 20:18:35

美国宣布成功在核聚变反应中实现净能量增益,可以说是创造了历史,而我国也在可控核聚变领域取得了突破性进展,首次在磁约束下实现了30秒左右的核聚变反应。那不免就让人疑惑了,都说在核聚变领域取得突破,那到底谁的核聚变技术更强呢?

可控核聚变

可控核聚变即我们所说的“人造太阳”,也就是能够控制两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,从而释放能量的过程。各个国家之所以这么积极的发展核聚变技术,是因为核聚变反应是没有放射性的,更不会产生核污染,只需要几克的反应物就能产生万亿焦耳级别的能量。

就比如核聚变原料之一的氘在海洋中储量十分丰富,一公升的海水中就含有0.03克氘,在核聚变反应中可产生相当于燃烧300升汽油的能量。要知道,地球海洋中的氘可供人类使用100亿年,如果我们能掌握这项技术,可以说人类都不用再担心能源问题了。那我国和美国的核聚变技术发展的怎么样了呢?

中美核聚变技术

先来说说我国的人造太阳,也就是超导托卡马克(EAST),托卡马克装置是一种环形容器,用磁场形成一个“磁笼”将等离子体束缚住,创造氘、氚实现聚变的环境和超高温,从而实现受控核聚变。目前我国已经成功在100万安培的高约束模式下,产生了30秒左右的核聚变反应,标志着我国在核能领域的领先地位。

而美国则采用的是惯性约束聚变方法,通过利用激光或粒子束,在极短的时间内将能量集中在微小的靶点上,进行瞬间均匀的轰击,使其产生高温高压的等离子体,从而达到核聚变所需的条件。

目前已经首次成功在核聚变反应中实现净能量增益,也就是可控核聚变反应产生的能量,超过了驱动反应发生的激光能量。数据显示,美国在此次核聚变实验中输入的能量为2.05兆焦耳,而输出的能量则达到了3.15兆焦耳,超过了输入能量的50%。那二者相比究竟谁优谁劣呢?

中美核聚变技术对比

虽说中美两国都是在进行核聚变技术的研究,但在目标和技术方法方面却是完全不同的,所以根本无法判断谁更厉害。就比如在发电方面,美国的激光惯性约束技术并不适合用于发电,更多地是用于武器研究和军事用途,而我国采用的技术可以实现持续稳定的核聚变反应,也能提供稳定的电力供应。

其次就是在专利方面,根据东京研究公司的核聚变专利排名,我国在核聚变领域的专利数量、申请专利的企业和研究机构方面,目前是领先美国排名第一的,且主要集中在实际应用领域,而美国虽然在专利总得分和专利数量上排名第二,但其中7家美国公司和机构进入了前20名,是受调查国家中排名最高的。

所以在怂叔看来,无论是哪条技术路线,从实验成功走向未来的核聚变商业化仍需要很长时间,那大家觉得,我国和美国谁将先点亮核聚变技术这个科技树呢,欢迎留言评论。

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