Der von Google Bill Gates investierte Fusionsreaktor hat mit dem Bau begonnen. Wann kommt die “Energiefreiheit”?

Viele Menschen wissen, dass einer der Gründe und Bedingungen für die Existenz des Lebens auf der Erde der richtige Abstand von der Sonne ist, die uns Licht und Wärme gibt. Später entdeckten die Leute, dass die Sonne Energie liefern kann, also begannen wir, Sonnenenergie zu nutzen, aber dies entsprach nicht dem Tempo der menschlichen Entwicklung, also wollen wir auch unsere eigene "künstliche Sonne" haben.

Die "künstliche Sonne" bezieht sich eigentlich auf eine Kernfusionsreaktionsvorrichtung. Bei der Kernfusion sind Atome mit kleineren Massen wie Wasserstoffisotope, Deuterium und Tritium beteiligt, die zwei Kerne kollidieren und bei extrem hohen Temperaturen zu einer neuen, schwereren Masse polymerisieren lassen. Der Kern ist normalerweise ein Heliumisotop. Die enorme Energie, die während der Reaktion erzeugt wird, ist die gleiche wie die Reaktionen, die in Sternen wie der Sonne stattfinden, daher wird die Kernfusionsreaktionsvorrichtung als "künstliche Sonne" bezeichnet.

Gegenwärtig erfolgt die Nutzung der Kernenergie fast immer in Form der Kernspaltung.Wenn man die Kernenergie stabil und effizient nutzen möchte, sind nukleare Aggregationsänderungen einen Versuch wert. Vor nicht allzu langer Zeit hat Commonwealth Fusion Systems (CFS), ein Forschungsunternehmen für Kernfusion, das von Bill Gates, Google und vielen Private-Equity-Unternehmen investiert wurde, mit dem Bau von etwa 47 Hektar Fusionsreaktoren begonnen.

Obwohl es nicht viele detaillierte Informationen über das Gerätedesign und die konkreten Pläne dieses Fusionsreaktors gibt, zeigt es, dass die Menschen einen weiteren Schritt in Richtung einer erfolgreichen Nutzung der Kernfusion getan haben.

Tatsächlich ist die Entwicklung der Menschheitsgeschichte immer untrennbar mit Veränderungen in der Energienutzung verbunden: In den letzten Jahrhunderten haben die fossilen Brennstoffe, die wir aus der Erdkruste gewonnen haben, Strom produziert und alles, was sich danach rasant entwickelt hat.

Doch während fossile Brennstoffe und andere nicht erneuerbare Energiequellen uns unzählige Annehmlichkeiten gebracht haben, haben sie auch Rauchschwaden und viele Umweltprobleme mit sich gebracht. Wenn wir diese Probleme lösen und den Menschen das Gedeihen auf dem blauen Planeten ermöglichen wollen, ist die Suche nach neuer Energie dringend erforderlich.

Solarenergie sowie Windenergie, Wasserenergie, Bioenergie und andere erneuerbare, saubere Energiequellen sind umweltfreundlich und können selbst regeneriert werden, sind jedoch durch natürliche Bedingungen eingeschränkt, sodass der Nutzungsgrad dieser Energie verbessert werden muss.

Im Vergleich zu diesen Energieträgern bevorzugen viele Menschen die Kernenergie: Die Nutzung der Kernenergie zur Stromerzeugung hat eine geringere Umweltbelastung, eine hohe Energiedichte und eine höhere Nutzungseffizienz. Derzeit verfügen viele Länder über Kernkraftwerke, doch fast alle nutzen die Kettenreaktion von Kernspaltungsreaktoren zur Energiegewinnung. Wie mit den radioaktiven Stoffen im Reaktor und der beim Reaktionsprozess entstehenden übermäßigen Abwärme und der daraus resultierenden thermischen Belastung umgegangen werden kann Dass dies auch ein Problem ist, das nicht zu lösen ist, zeigen die bisherigen zahlreichen Kernkraftwerksunfälle ignoriert.

Auf dem Weg zur Erforschung neuer Energiequellen setzen die Menschen daher ihre Hoffnungen auf die Kernfusion mit besserer Nutzung. Erstens kann sie im Vergleich zur Kernspaltung während der Reaktion auch eine enorme Energiemenge freisetzen, und die bei der Kernfusion erzeugte Energie ist um ein Vielfaches höher als bei der Kernspaltung. Zweitens sollte der bei der Kernfusion anfallende Abfall besser behandelt werden als der bei der Kernspaltung anfallende Abfall und die Verschmutzung. Darüber hinaus sind die für die Kernfusion benötigten Rohstoffe (meist Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium) im Meerwasser reichlich vorhanden und können durch die Verarbeitung von Lithium-basierten Materialien gewonnen werden.

Obwohl die Wirkung der Kernfusion gut ist, müssen für eine kontrollierbare Kernfusion einige äußerst schwierige Bedingungen erfüllt werden: Die Kerntemperatur des Reaktors muss mindestens 150 Millionen Grad erreichen; das an der Reaktion beteiligte Plasma muss eine ausreichende Dichte aufweisen; Fusion Reaktion Es muss ausreichend lange gehalten werden. Seit den 1950er Jahren haben Wissenschaftler damit begonnen, Reaktionsgeräte zu untersuchen, die diese Bedingungen erreichen können.

Derzeit ist das am besten kontrollierbare Kernfusionsreaktionsgerät der supraleitende Tokamak, ein zyklischer Behälter, der magnetische Einschließung verwendet, um eine kontrollierte Kernfusion zu erreichen, wie das International Thermonuclear Experimental Reactor Project (ITER). die im Jahr 2020 offiziell in die Endmontagephase eingetreten ist. Die SPARC-Geräte, die von CFS-Unternehmen untersucht wurden, die von Bill Gates und Google investiert wurden, basieren ebenfalls auf Tokamak.

Außerdem sind die Leistungen meines Landes auf dem Gebiet der Kernfusion nicht zu unterschätzen. Am 28 Weltrekord Wiederholter Plasmabetrieb bei 120 Millionen Grad Celsius für 101 Sekunden und 160 Millionen Grad Celsius für 20 Sekunden.

Obwohl die Menschen eine gute Vorstellung von der Kernfusion haben, gibt es noch viele Schwierigkeiten. Viele Wissenschaftler auf der ganzen Welt arbeiten daran. Wenn sie erfolgreich realisiert werden kann, wird die Menschheit gewissermaßen unerschöpflich sein. der in "Three-Body" beschriebene "Urknall der Technologie", die Erforschungen der Menschen gehen in die Tiefen des Universums, und vielleicht ist es keine Fantasie mehr.

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Ai Faner | Ursprünglicher Link · Kommentare anzeigen · Sina Weibo