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1.2億度的等離子火球中，藏著中國的未來
點擊：5761 作者：鐵血老蔣 來源：今日解局 微信號 發(fā)布時間:2021-06-15 11:02:58
可控核聚變，人類的未來，科幻作品中的常客。
電影《蜘蛛俠2》中，奧克塔威爾斯博士利用核聚變擁有了毀滅性的能力。
電影《鋼鐵俠》中，鋼鐵俠的胸口安裝了一套小型的核聚變反應堆。
電影《流浪地球》中，核聚變技術造就了數(shù)萬座行星發(fā)動機，成為推動地球飛向半人馬座三體星系的能源。
而如今，中國人已經(jīng)接近把這些科幻場面變成現(xiàn)實。
2021年5月28日，中國的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）創(chuàng)造了新的世界紀錄，成功實現(xiàn)可重復的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行，向核聚變能源應用邁出重要一步。
能聽懂不？聽不懂不要緊，簡單來說：
中國人可能改變人類的未來！
01.
很多人都聽過一個詞：存量博弈。
簡單來說，存量博弈是蛋糕總份額相對穩(wěn)定下的各方爭奪。
存量博弈本質就是零和游戲，強者必須掠奪弱者的資源，才能恒強。
在農耕文明的階段，不同的文明爭奪的標的主要是土地與人口，只要擁有土地與人口就能生產(chǎn)更多的糧食、絲綢與瓷器。
但是土地和人口有限怎么辦？那就只能保證少數(shù)人有足夠的資源。這一點中國人早就認識到了，有詩為證：“朱門酒肉臭，路有凍死骨”。
到了工業(yè)革命之后，存量博弈變成了資源的爭奪，煤礦、鐵礦、石油、殖民地等等。
英國靠著大航海時代的殖民紅利占據(jù)了時代王者之位，造就了日不落帝國。
那德國、日本之類的后發(fā)國家沒有足夠的資源和殖民地咋辦？只能發(fā)動戰(zhàn)爭去搶，結果就被錘了。
一直到現(xiàn)在，存量博弈依然是世界的主流。
人類每天能生產(chǎn)出來的糧食、挖出來的石油、發(fā)出來的電，是有限的，你想過舒適的生活，那就意味著有人要過低水平生活。
但是，都是生而為人，憑啥你就要過舒服生活，我就只能過低水平生活？
中國就不信這個邪。
中國建國70年，靠著中國人的辛勤勞動和科技進步，將十幾億原本可能生活在底層的中國人，帶到了中等偏上的生活水平上，并且已經(jīng)開始向發(fā)達國家俱樂部進軍！
▲（圖源：視覺中國）
結果發(fā)達國家就坐不住了。
2010年5月，美國總統(tǒng)奧巴馬在白宮接受澳大利亞電視臺采訪時，針對中國想要轉變發(fā)展方式、讓中國人民也過上富裕生活的歷史選擇，發(fā)出了極其恐怖的嚴厲警告。
奧巴馬通過電視鏡頭向全世界明確宣布：如果10多億中國人口也過上與美國和澳大利亞同樣的生活，那將是人類的悲劇和災難，地球根本承受不了。
奧巴馬的邏輯很簡單，中國拿走全球石油的15%，全球鐵礦石的50%，全球主要大豆出口國出口量的70%。然而現(xiàn)在中國人均肉類消耗量只是美國的50%，人均汽車保有量是美國的20%，人均電力消耗是美國的30%，如果中國這幾項指標達到美國標準是個什么概念？是不是中國要拿走全球絕大多數(shù)資源？
更何況，中國的消耗總量已經(jīng)很可怕了，但每年人均使用的能源其實只有美國的1/13。假如我們想達到跟美國一樣的生活標準的話，那我們每年所需要的能源將是美國的n多倍。到時候整個世界的能源可能都不夠我們一個國家消耗的了。
在美國人看來，在存量一定的情況下，中國的多了，美國的就少了。
所以從2010年以來，美國一直通過各種方式打壓中國的發(fā)展，被打上存量博弈思想鋼印的美國人，只相信零和競爭這一套，這才是中美關系倒退的根本原因。
但是中國偏偏是個異類，不玩存量博弈這一套。
蛋糕總份額相對穩(wěn)定情況下爭奪太激烈的話，那我把蛋糕做大不就得了？
而此次中國的可控核聚變，就是做大蛋糕的關鍵。
02.
什么是可控核聚變？
我們小時候的一首歌已經(jīng)解釋了：種太陽！
啦啦啦啦種太陽，啦啦啦啦種太陽，到那個時候世界每一個角落，都會變得都會變得溫暖又明亮！
沒錯，可控核聚變，就是要種出一個人類能夠控制的太陽！
核能我們并不陌生，原子彈、核電站，以及因為日本地震核電站泄漏的核危機，都是利用核裂變的能量，即通過把大質量原子比如鈾核“打碎”來釋放能量，短時間集中釋放可以作為武器，緩慢釋放則可以用作和平的能源。
可惜的是，核裂變能源效率雖高，卻后患無窮，即使沒有地震威脅，產(chǎn)生的廢料也帶有強烈的放射性，在上萬年的時間內都無法有效處理干凈。
而且鈾礦資源也是有限的，無法支持人類社會長期發(fā)展。所以對核聚變能源的追求也就應運而生了。
核聚變，顧名思義與核裂變相反，就是把小質量的兩個原子核合并成一個大質量的原子核，在這個過程中獲得能量，而且這種能量效率比核裂變更高，也更清潔。
實際上，我們每天接收到的太陽光，就來自于太陽內部時刻都在進行的核聚變反應。
如果我們能夠實現(xiàn)可控核聚變，就有了一個取之不盡用之不竭的能量來源，再也不會有什么存量博弈的問題了。
石油不夠用？核聚變能產(chǎn)生不要錢一樣的電能，足夠全世界用上電。
糧食不夠吃？核聚變可以產(chǎn)生足夠的電能供應立體農業(yè)，糧食產(chǎn)量要翻好幾倍！
淡水不夠？用核聚變電能進行海水淡化！把地球的沙漠都變成綠洲！
一句話，核聚變生產(chǎn)的能源足夠全地球人都過上好日子。
理想很美好，但實現(xiàn)起來卻很難。一個最直接的問題，就是用什么容器來承載核聚變。
太陽以其巨大的質量產(chǎn)生的引力，在核心處將原子核緊緊地壓在一起，讓其處在極端的高溫高壓狀態(tài)，促使發(fā)生聚變反應。
但在地球上，我們卻找不到這樣強大的“引力容器”來獲得高溫高壓的等離子體。
在地球上利用核聚變能量，要求在人工控制條件下等離子體的離子溫度達到1億攝氏度以上。
1億度是什么概念？太陽的核心溫度大概在1500萬度至2000萬度；而地球上最耐高溫的金屬材料鎢在3000多度就會熔化。
對這個問題，人類科學家探索了很多年，搞出了快箍縮、磁鏡、仿星器等不同的技術路線。終于在50年代，想出了用強磁場來約束高溫核聚變燃料的辦法。
二戰(zhàn)結束不久，蘇聯(lián)科學家塔姆和薩哈羅夫兩人提出了“托卡馬克”概念，縮寫TOKAMAK，由環(huán)形、室、磁、線圈四個俄文單詞縮寫組成。
托卡馬克裝置可以對聚變反應的高溫等離子體進行磁約束，不用直接接觸，因此大大降低了對材料的要求，讓可控核聚變的實現(xiàn)成為可能。
1958年，蘇聯(lián)研制出了世界上第一個托卡馬克裝置——T1。此后經(jīng)過不斷完善改進，蘇聯(lián)于1969年在T3上取得了非常理想的數(shù)據(jù)，人類的核聚變研究基本跨入了“托卡馬克時代“。
可是當時的中國核聚變研究，還基本上處于一窮二白。
雖然1955年錢三強已經(jīng)提出要開展可控核聚變研究，還寫入了“12年科學規(guī)劃”，但是在一切為原子彈讓路的形勢下，中國可控核聚變進展緩慢，再加上很多歷史因素的影響，一直到1972年，中國才建成了一個小型托卡馬克裝置， 取名CT-6，意思是“中國托卡馬克”，為中國核聚變研究事業(yè)播下星星之火。
作為人類最頂尖的技術，必須要站在前沿，否則只能跟在他人背后，越拖越遠。
正當中國焦慮于自己的核聚變技術與國外最新成果差距巨大時，天上掉下來一塊餡餅把中國砸暈了。
當時蘇聯(lián)雖然在聚變技術上世界領先，但還沒等聚變搞出來，蘇聯(lián)自己先“劇變”了。
解體之前，蘇聯(lián)的經(jīng)濟陷入困境，研究機構已經(jīng)沒錢去維護一臺名為T-7的托卡馬克裝置，拆了又怪可惜的。
既然是關系到全人類的事業(yè)，“送”給別國是一種不錯的選擇，但送給歐美諸強又不甘心，畢竟那是帝國主義敵人。
于是蘇聯(lián)人就想到了同為社會主義國家的中國。
1990年，T-7所在的庫爾恰托夫研究所所長卡多姆采夫院士致信核工業(yè)西南物理研究院李正武院長，表示我這兒有個好東西，擱著也是封存浪費了，你要是能給我搞點東西，我就把這個家伙送給你。
中國當時徹底懵了，還有這種好事？
但是中國當時也沒錢啊，可機會又非常難得，不要太可惜了。
沒辦法，就像中國用狗皮換蘇27一樣，西南物理研究所，跑去找了安徽合肥的中科院等離子物理研究所，并以其名義找銀行貸款，湊了400萬人民幣，買了幾車皮的羽絨服、瓷器和家具等物資，拉到蘇聯(lián)換來了一臺價值1800萬盧布的托卡馬克，簡直賺翻了。
為啥說賺翻了？因為當時1盧布相當于3.6美元，也就是說中國用400萬人民幣，就撬動了6000多萬美元的杠桿。
更何況，這個T-7那時還算先進，其他主流的托卡馬克裝置只能做幾秒鐘高溫，而中國拿到T-7后，最多能做到60秒鐘一千萬度！
后來呢？后來發(fā)生的事情大家都知道了，中國的核聚變事業(yè)開始起飛。
經(jīng)過不斷的拆解和改造，中國完全掌握了全球最先進的托卡馬克技術。
很快，玩熟了T-7的中國人開始不滿足了，T-7產(chǎn)生磁籠的材料是用常規(guī)銅線做的，銅線有電阻消耗了大量的能量，也影響核聚變產(chǎn)生。
怎么辦？那就只能把電阻降到0，那么我們就非常容易地拿到了聚變能量。
恰好，中國的超導技術還非常不錯。
中國人把超導技術和T-7融合，于1994年建成了HT-7超導托卡馬克，也就是“合肥超環(huán)”。
2008年3月21日凌晨，HT-7連續(xù)重復實現(xiàn)了長達400秒的等離子體放電，電子溫度1200萬度，打破了法國保持的記錄。
后來，中國又建設了全世界第一臺全超導非圓截面的托卡馬克裝置HT-7U，后來為使國內外專家易于發(fā)音、便于記憶同時又有確切的科學含義，HT-7U正式改名為EAST （Experimental and Advanced Superconducting Tokamak）。
中國人并不滿足，在合肥的一座非常偏僻的島——董鋪島上，中俄領導人都曾到過現(xiàn)場，他們都說過同樣一句話——中國需要能源，中國一定要在人類實現(xiàn)這種聚變的路上起到不可取代的作用。
而當時和國外的合作項目不是爛尾，就是進度緩慢，中國人等不及了。
2009年，中國就啟動了自己的環(huán)流器二號項目，也就是這次成功實現(xiàn)1.2億度條件下點火100秒以上的主角HL-2M（EAST的其中一個項目）。
此后，EAST便不斷取得突破性成果，成為該領域的全球領頭羊。
2016年2月，實現(xiàn)5000萬度等離子體放電。
2018年11月12日，實現(xiàn)1億度等離子體運行。
2020年12月4日，HL-2M在成都建成并實現(xiàn)首次發(fā)電！
2021年5月28日，中國直接在1.2億度條件下，把人類的等離子體維持時間翻了5倍之多！
根據(jù)可控核聚變的技術標準“三重積定律”：聚變裝置運行時的溫度越高，粒子數(shù)密度越大，等離子體的維持時間越長，則可控核聚變越接近成功。
更厲害的是，中國這次還搞了在1.6億度下，等離子體維持時間持續(xù)20秒！
▲項目總負責人龔先祖使勁捶桌子
難掩自己激動萬分的心情
新紀錄進一步證明核聚變能源的可行性，也為邁向商用奠定了物理和工程基礎。
對于中國來說，核聚變已經(jīng)不是實驗室里的玩具，而是真正能夠造福于民的新能源。
2021年，中國立項了新一代的中國聚變工程實驗堆CFETR，預估2035年竣工，并制定了在2050年實現(xiàn)核聚變商業(yè)化的目標。
也許，人類第一支民用核聚變火焰，將在中國點亮！
03.
回到前面的話題，存量博弈。
雖然實現(xiàn)增量可以解決存量博弈的問題，但是我們要注意一件事，那就是誰來實現(xiàn)增量才能造福人類？
美國？看看疫情中美國的拉垮，再看看美國已經(jīng)建立了上百年的石化能源利益堡壘，就知道靠美國不靠譜。
歐洲？歐洲還是先把自己的ITER項目搞利索了再說。
▲國際合作的ITER已經(jīng)鴿了很多年了
日本？日本就不提了。
想要用核聚變改變人類未來，只能靠中國！
在這場國運的競爭中，誰占了先手，誰就擁有未來！
中國中科大、中科院等離子體所、585所、9院以及很多高校的超過3000多位科學家和3000多名研究生參與了EAST計劃的相關研究，大大提升了我國在聚變領域的科研、項目管理、專業(yè)人才培養(yǎng)能力。
中國由此掌握的特種材料、關鍵設備、極端條件精密制造等關鍵技術，已形成“同步輻射”效應，在航空、航天、電子等前沿領域都實現(xiàn)創(chuàng)新應用。
有人，有技術，國家敢拍板立項，錢也燒得起，那么，我們?yōu)槭裁床幌嘈胖袊茉?span lang="EN-US">2050年搞出可控核聚變的商用爐？
那是多么美好的一天啊，美好到什么程度呢？不可想象。
要知道，人類現(xiàn)在的能源總消耗率大約是10∧14W，做一個質能轉換相當于每秒消耗一克多一點的物質，再換算成聚變，考慮一下能量利用率的問題，也就是十幾千克到幾十千克的氘氚。
也就是說，未來隨便從海水中提取點氘氚，就能滿足一個國家的能源需求！
到那個時候，能源或許就不會再是什么需要節(jié)約的東西了。人類可調動的能量上不封頂，也就是說我們可以通過暴力傾瀉能量的方式，解決很多以前根本無法有效應對的問題。
天氣冷了？在路面下埋設電熱絲！遭遇降雪后路面上完全不會有任何積雪，還能讓城市四季如春！
廉價的電力可以讓整個工業(yè)體系煥發(fā)第二次新生，金屬冶煉、化工、機械等耗能產(chǎn)業(yè)成本大大降低。
金屬等材料的廉價意味著我們可以更自由地改變這個世界的物理結構——更高更大的建筑，更多更密的橋梁，更深更廣的地下空間……
人類可以制造線圈來實現(xiàn)電磁發(fā)射宇宙飛船，上太空的成本大大降低！而裝備了霍爾電推進引擎的宇宙飛船可以將“星際遷徙”變成現(xiàn)實。
這是科幻小說？不，這就是實現(xiàn)了可控核聚變商用的中國未來！
到那個時候，中國都開了能源無限的外掛了，中美博弈？還博弈個啥啊？
中國已經(jīng)在5G、量子技術和AI上占了先手，可控核聚變商用就是終極大招。
到那個時候，美國要么放棄“存量博弈”的思維，跟中國一起開發(fā)太空，要么就只能在開掛競爭中被中國打趴下！
正所謂長江后浪推前浪，前浪死在沙灘上！
04.
1492年，大航海時代開啟，工業(yè)革命隨后誕生。
工業(yè)革命讓人類進步，同時也讓農耕文明遭受了降維打擊。
而中國可控核聚變的實現(xiàn)，也使中國有了降維打擊的本錢。
屆時，美國也只是中國復興路上，一只小小的蟲子罷了。
中國人的目光，不會在這只蟲子的身上停留哪怕一秒。
中國人的目光，永遠投向星辰大海！
文章來源于蔣校長 ，作者鐵血老蔣
責任編輯：向太陽
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