花几百亿“烧一壶开水”美国是不是有“大病”？

根据英国《金融时报》提供的信息，北京时间今天晚上，美国能源部将召开新闻发布会，预计将公布首次盈利可控核聚变实验的结果。

重要的问题首先出现根据消息显示，实验结果是人类花了几十年的时间，试图用一个价值数百亿的炉子，产生可以烧开一锅水的能量

这是我的翻译原话意思是:美国能源部劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的受控核聚变国内点火设备的现状，在11月底的一个实验中，以2.1 MJ的能量输入，测得2.5 MJ的能量输出，净能量增益为400 MJ

不关注科学新闻的朋友可能会觉得这没什么经常关注核聚变研究进展的朋友也会觉得这不是吓唬人介于两者之间的朋友可能是最值得欢呼的

当然，我们得先说说正能量新闻这条新闻是真实的，Rdquo正能量，由于其巨大的潜力，核聚变被很多人认为是解决未来能源乃至人类所有问题的根本

不会，如果不受控制的核聚变玩大了，就有可能从根本上解决所有问题。毕竟是氢弹helliphellip

核聚变只有在极端高温高压的环境下才能实现自然界中的恒星，包括太阳，都可以利用核聚变产生巨大的能量，因为它们都是超大型的，自身的引力在恒星内部产生巨大的压力很明显，地球不可能产生这么大的引力在氢弹中，我们利用原子弹爆炸产生的高温高压，使物质满足聚变的条件可是，这是一次性交易，不可控的

几十年来，两种解决方案最终成为受控核聚变中的主流解决方案。

01超强磁场约束等离子体

这是火焰等离子体物质的温度达到一定程度就会变成等离子体，等离子体是带电的，所以你可以用磁场被困它你可以点燃一支蜡烛，试着用强磁铁弯曲火焰

那么磁场从何而来呢磁产生电，电产生磁，所以只需要一个电磁铁就能产生磁场但是，要产生巨大的磁场，需要巨大的电流普通导线中的巨大电流会因为电阻的存在而变成巨大的电加热炉最后烧了整个电磁铁

可是，现在我们有了超导材料我们用超导电磁铁包围一个圆环，产生的超强磁场让里面的物质即使很热也跑不出来和太上老君的高炉一样这个想法就是超导托卡马克装置，最早是苏联科学家提出的

目前，超导托卡马克派是国际核聚变领域比较主流的力量，我国的聚变装置主要是托卡马克中国凭借在超导领域的领先地位，很早就开展了这一思想的受控核聚变研究2006年，我们在合肥建了东方超环此后连续刷新世界纪录的全超导托卡马克实验装置，现在已经可以束缚一亿度的等离子体十几分钟

我们还参与了受控核聚变领域最大的国际合作项目——国际热核聚变实验堆的建设，该项目将在法国南部耗资100多亿欧元欧盟作为发起方，占45%的份额，其余由中国，美国，俄罗斯，日本，韩国，印度分享它将于2025年完成建造并开始实验届时它的磁场强度将达到5.3特斯拉，要知道地球表面的地磁强度只有几十Rdquo特斯拉，我们东方超级环的磁场强度是3.5特斯拉

托卡马克实验装置非常接近净收益受控核聚变什么是净收入有的只是赚钱人工核聚变已经实现很久了，可控的人工核聚变也已经实现很久了，但是要实现它，需要花费巨大的能量例如，为了维持托卡马克装置的巨大磁场，需要大量的电能最终核聚变产生的能量还不如我们实现它所花费的能量多

02激光约束等离子体

受控核聚变的另一派技术流程是用激光实现等离子体约束激光能把大量能量集中在一个小区域这一次，美国国家点火装置使用激光约束等离子体

在实验中，NIF用激光照射一个塑料球激光的超高温会让小球瞬间汽化，同时产生350km/s速度的冲击波

随后，产生的冲击波将压缩弹丸气化后的等离子体，压缩后的等离子体密度将达到铅的10倍以上。

为了做到这一点，NIF需要用大约200束紫外激光照射塑料颗粒这些激光来自掺钕磷酸盐玻璃激光器，总功率达到惊人的500太瓦

台湾是什么。

瓦特大家都很熟悉，什么充电器瓦特多。

千瓦是一千瓦，空调电烤箱功率是一两千瓦，

一千千瓦是兆瓦，飞机，轮船的发动机是兆瓦，

一千兆瓦是十亿瓦，三峡水电站的装机容量大约是二十亿瓦。

1000千兆瓦是台湾。

500太瓦是什么概念三峡每年的发电量只能让它运行十分钟

好在这个500太瓦的激光器只在一瞬间工作，工作时间以纳秒计算即便如此，每次工作结束后，NIF都需要几个小时来冷却实验装置

激光约束等离子体:这个学校是美国领导的，我们国家也有自己的申光装置虽然几十太瓦的峰值功率不如NIF，但用不同的点火方案完全有可能达到类似的效果

《中国科学》封面上的申光装置

NIF也在今年年中实现了能源产量的突破，但后来未能重复同样的结果瓦特级的巨大能量，皮秒级的最小时间，这是一个完全超越日常生活体验的世界可控核聚变的研究是在世界的边缘探索

如果你问，今天的大新闻意味着什么那么或许可以用受控核聚变研究领域的这种自嘲来回答:人类利用核聚变解决能源问题的时间只剩下50年了1962年，还差50年，2022年，大概差48.5年

来吧，人类。

信息能量无限的时代即将到来！据说美国首次实现核聚变反应，净能量增益14000桶原油，没有美加输油管道大动脉泄漏，美国近十年最严重的事故之一，NASA局长说要先于中国重返月球，美国登月时间表公布的抖音加班文化，似乎赢得了世界上最怕新冠肺炎的美国，而美国一个男人还能以一万倍的血液稀释杀死新冠肺炎来支持奖励。

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