如何看待中國核聚變獲得重大突破?
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港媒:中國核聚變研究獲重大突破 或將解決世界能源問題
沒想到一點碎碎念也有人點贊,受之有愧,還是補點乾貨,為聚變科普做點貢獻吧。
———————————首先給大家科普一下新聞中EAST和CFETR這兩個名詞:
EAST全稱Experimental Advanced Superconducting Tokamak,是我國的一個全超導托卡馬克(一種磁約束核聚變裝置),位於安徽合肥的等離子物理研究所。EAST是一個實驗堆,主要目的在於研究等離子體穩態約束的實驗可行性,為未來能發電的示範堆建設積累經驗與數據。
CFETR全稱China Fusion Engineering Test Reactor,是我國正在籌建中的一個聚變裝置。它是介於實驗堆(EAST/ITER)與真正能進行商業發電的示範堆(DEMO)之間的一個測試堆。目的在於研究連續大規模聚變能安全、穩定發電的工程可行性。
詳細信息可參見:中國科學院等離子體物理研究所 以及 聚變堆總體研究室
PS:有個段子說:很久很久以前,ITER竣工日期將至,國內領導去視察ITER的工期進度,卻發現這幫歐洲佬連房子都還沒蓋好,更別提什麼實驗裝置了。大怒,曰:」我大天朝建個三峽也就12年,你這幫白皮佬搞了二十年連個茅房都蓋不起來,留你們何用。「遂籌建CFETR,打算甩開這幫豬一樣的隊友單幹。
———————————CFETR的科學和技術挑戰:一期:採取類ITER科學技術,目標為20萬千瓦,實現穩定、可靠、安全、氚自持和穩態運行。
二期:以自主創新為主,目標為大於100萬千瓦,探索示範堆先進安全的重大科學和技術問題,研究聚變堆材料、發電效率,開展聚變電站的安全和經濟性研究,為在本世紀中葉,在我國獨立自主大規模建設聚變電站奠定堅實科學技術基礎。———————————關於氚自持:
可以看到,等離子體的穩態運行和氚自持是CFETR火燒眉毛的兩個問題。等離子體這塊可以參考 @白嵐帝在本問題下的回答,我就不班門弄斧了。氚自持這個概念對大多數人來說應該比較陌生,我給大家科普一下吧。我們知道,最容易控制的聚變反應為氘-氚(D-T)反應:
其中氘在海水中含量很高,可謂取之不盡。但氚元素的半衰期只有十幾年,地球上沒有天然氚。人工生產的氚上億美元一公斤,而且全球年產量只有幾公斤,根本滿足不了聚變發電的需求。所以,在聚變堆中,我們要實驗氚的循環利用:也就是說,通過中子轟擊鋰元素,可以產生氚。所以,我們在設計聚變堆的時候,會在等離子體腔室外放一些含鋰的化合物。這樣的話,上面的反應就可以變成這幾年EAST穩態運行方面屢屢打破世界紀錄,的確有不少驕人的成績。然而答主研究的氚自持這一塊卻始終波瀾不驚。之前在一個會議上諮詢過新聞中的羅廣南研究員,問聚變堆持續運行需要把氚滯留量控制在多少範圍內。然而他心底也沒有一個具體的數值。氚自持是CFETR第一階段的核心問題,羅廣南研究員也算是這一領域的大牛了,他都沒有底,說明全世界在這一塊的技術積累幾乎為零。這個問題不解決,聚變發電只是鏡中花水中月而已。
———————————目前國內的聚變研究現狀;上周聽李建剛院士的報告,聚變研究目前受到的壓力還是很大的,所以才總想搞個大新聞吧。等離子所的同僚們做的這項工作當然是很漂亮的,但離真的實現聚變,還有很長一段路要走。目前國內的聚變大環境是ITER項目陸續到期,CFETR項目遲遲拿不下來。而與此同時,光伏等其他新能源的發展勢頭又異常迅猛。相比之下,聚變的前期投入大,研發周期長,出成果的時間也更不可控。所以我猜測,中央那邊是不太願意給聚變錢的。畢竟幾百個億,夠其他能源項目出很多工業級的成果了,砸聚變里或許就只能建個測試堆。
也或許正是因為壓力大,拿不下CFETR,以等離子體所為代表的全國聚變研究團隊的日子都不會好過。所以他們也急著出成果,總想搞個大新聞。但個人認為,2040年想要達到發電量超過大亞灣是很難的。別的不說,我現在研究的氚滯留問題目前還沒有合適的解決方案。
或許正如李建剛院士說的,留給我們研究聚變的黃金時間還有20年左右。如果20年後還拿不出一個工程上可行的示範堆,屆時聚變將徹底失去與其他能源技術競爭的能力。聚變研究很可能會被打入冷宮。至於什麼時候解凍,那或許真的要等到我們邁向星辰大海的那一天了。中國沒有什麼所謂的重大突破,那個新聞稿仔細看了一遍,唯一的乾貨就是長時間放電,就和我第一次的回答說的那樣,單純看放電時間沒有意義。磁約束聚變不存在所謂的哪個國家領先多少年,所有的資料都是公開的,所有的實驗結果都是可重複的。技術壁壘倒是有,比如科學島上的超導線圈的製作,還有給ITER做鎢銅偏濾器的幾家大公司,包括給做ITER真空室一家義大利公司,這些都是技術方面的,需要積累。當然,這些製作工藝都是公開的,至於做出來做不出來那就看工業基礎了。材料是一個很重要的因素,可是等離子體物理也非常重要,現在的問題是不能長時間保持穩態(約束時間非常短),即使有聚變反應,幾十毫秒就結束了,也沒多大用。
另外,現在的一個非常大的問題就是等離子體物理是遠遠落後於實驗的,換句話說,太多的實驗結果無法用理論解釋,所以我們現在的實驗主要是瞎子摸象,摸到哪裡算哪裡,而且很多需要理論解釋的實驗結果都是最基礎的問題,比如密度極限。國內的實驗結果有的確實很厲害,比如長時間H-mod運行。最新的結果101s。con
------------------------------------------磁約束聚變在想當場一段時間裡不可能實現,物理和工程問題太多沒有解決。ITER還有10+年才能開始實驗,這個裝置的目的就是驗證磁約束聚變在tokamak configuration下的物理和工程可行性。材料的可行性由另外一個單獨的裝置IFMIF驗證。聚變能否實現的標準是Lauson criterion. 密度 溫度 約束時間三者的乘積要大於 5E21,所以單獨談約束時間沒有太大的意義。合肥的裝置首先不是自主設計的,是參考美國DIIID的設計,當然全超導D截面我們是第一家。其次,國內聚變是一個很好的平台,但主要原因不是我們水平有多好,而是因為我們有錢做實驗,而且物理實驗需要不同裝置驗證結果。第三,聚變我們不是排頭兵,即使是排頭兵知識也是共享的。聚變的成功,贏家是全人類。磁約束的挑戰是radial energy and particle loss across magnetic surfaces.這個問題展開太長,不過有以下幾個方面影響(針對tokamak)。1. MHD activities2. 環向對稱破缺(環向場線圈非連續,magnetic islands with low m number....)導致的環向等離子體黏度的增大和banana orbit的破缺3. Turbulence (邊界)材料的挑戰是14.1MeV中子對材料輻照產生的材料性能的劇烈損失。
挺巧的,我恰好在某科,也恰好是等離子體專業,更巧的是做磁約束聚變等離子體。這新聞一看就知道是標題黨好吧,當然我不會否認自己人做出來的成果,但是要想「解決世界能源問題」,估計50年之內都不太可能,這裡面牽扯到太多東西了。
哎?沒想到還有人對這個感興趣啊?看起來大家果然是出生在紅旗下,成長在陽光中的社會主義新青年,那我就多說兩句。
其實在上世紀,大概70年代吧,記不太清了,核裂變能源能夠利用的時候,就有人提出了聚變能。因為裂變和聚變都是核物理反應,而聚變頂多是反應溫度太高,所以大家都認為,50年之內,肯定能夠解決這個問題,這樣人類就再也不會為能源問題發愁,畢竟,耐熱的材料還不好找嘛?然而不幸的是,這玩意真沒有。這裡說一下,為什麼有了裂變,還要搞聚變。一,地球上聚變的反應物氘(還有氚,這裡就不說了),儲量遠大於裂變的反應物鈾。所謂氘,就是氫的一種同位素,它只是比氫多了一個中子,可以從海水中提取,地球上海水有多少就不用多說了吧?二,氘不像鈾,有輻射,氘很潔凈,反應產生物無污染。(等下繼續)聚變反應不像裂變,裂變要投入大量鈾,進行鏈式反應,而聚變反應每次投入的燃料只有幾克,所以聚變堆不可能崩潰,它要更加安全。三,聚變的效率要高於裂變,效率比大概是,氘:鈾:原油=1:6:1千萬。綜上考慮,聚變能的應用,會對人類能源問題產生很大的影響。
話說回來,聚變實現的溫度是多少呢?大概是1億K,目前沒有任何物質能夠在這樣的溫度下不融化。所以,只能用其他的辦法。我們通常採用的方法,是用磁約束。什麼是磁約束呢?簡單來說,就是用到高中學到的基本原理,帶電粒子會繞著磁力線做螺旋運動。當然,不會這麼簡單,但大概模型就是這樣。而參與聚變反應的,都是些離子和電子,這樣我們就可以用磁場約束它們,來進行聚變。(如果有人看的話,明天再寫吧...有不對的地方,歡迎大家指正)起床看到評論里說,文章裡面講的是中國在聚變領域領先世界。好吧,可能是我看漏了,不過據我所知,「領先世界」這四個字太誇張了,頂多是在某個小領域超前了一點,這個後面會說到。這裡想多說一句,中國在物理學領域,真正能夠稱得上是領先世界,並且是這種大項目,豪不誇張說能夠改變世界的,大概只是我科潘建偉教授的量子通信項目了。有興趣的可以了解一下,如果說聚變項目是長期的,為人類發展做貢獻的,那麼量子通信就是將來能夠引領世界潮流,在下一次科技革命中成為主流的項目。很多人想知道人類的下一次科技革命會是什麼,我想,大概就是量子革命吧,人類進入的下一個時代,也會是量子時代。那個時候,或許聚變項目也會因此有新的進展?好了,回到原題。既然想到了怎麼實現磁約束聚變,下一步就是裝置設計。於是很自然地,將一個圓筒,彎成環形,讓粒子能夠在其中做迴旋運動,就成了我們的首選,大概也是唯一選擇。這樣,我們在圓筒上,沿著表面纏上螺旋狀的線圈,就能夠在圓筒極相產生需要的磁場。可能,這裡需要一個圖,才好理解一點,我去找找。可能有人會問,為什麼有了EAST,還要搞KTX呢?因為兩個裝置雖然都是磁約束聚變,但原理是存在差別的。
(不好意思啊....臨時又有事...先寫這麼多)TOKAMAK的特點是縱向磁場(沿環繞方向)遠大於極向磁場,這裡極向磁場的作用在於腔體內部的等離子體平衡。事實上,TOKAMAK已經實現了在接近反應堆水平的穩定運行條件,也就是說,它已經基本實現了聚變反應堆的所有要求。聽起來是不是很熟悉?大概四十年前,聚變的實現也曾經如此接近。那麼TOKAMAK上,還有些什麼問題呢?一個是物理上的問題,簡單地說,就是它不能穩態運行,這個牽扯到一些物理上的東西。另一個是工程技術問題,它極向磁場很小,所以需要很強的環向磁場維持平衡,而提供這種強磁場的東西只能是超導材料。當然,從工程來說,是可以實現的,但是一方面超導材料造價昂貴,另一方面它也會增加TOKAMAK反應堆的技術難度。反場箍縮裝置(RFP),就是為了解決這兩個問題而誕生的。既然它是為了這個而誕生,那麼在這兩個問題上自然有天然優勢。但是它年齡小,不成熟,裝置上雖然類似TOKAMAK,但是還存在一些差別,這樣就要再一點點解決這些問題。所以,現在的情況大概是兩邊共同發展,但是總體上來說,TOKAMAK更加完善,也更具成功的可能性。目前國際上TOKAMAK裝置有很多,主要的當然是傳說中的ITER,但傳說要變成現實,還要有段時間。而RFP裝置國際上主要是五個,美國的MST,義大利的RFX,瑞典的Extrap-T2R,日本的RELAX以及我科的KTX。當然,自己人肯定要吹個牛,KTX雖然最年輕,但是綜合了其他裝置的優點,盡量去避免它們的缺點,目前來看,有很大的發展前途。總地來說,現在我們離聚變成功仍有一步之遙,但這一步到底有多遠,誰也不知道。大家對ITER寄予了很大的期望,作為國際上最大的物理項目之一,它也最具備成功的可能。這種事情誰也不好說,物理史上總有段時間會爆發一次改變世界的革命。當經典物理髮展到瓶頸,物理學家都感受到獨孤求敗的落寞時,量子物理出現了,而現在量子物理的路還沒有走完,我們對這個世界還有這麼多未知,在痛苦並且快樂中獲取知識,不就夠了嗎?我們還應該貪婪地奢求更多嗎?
上面一些話是我年輕一點時的想法,我們每個人都年輕過,也都有過衝動,也都有過所謂夢想。但是真正堅持的,真正如願的,很少。當然,牛頓不會這麼想,愛因斯坦不會這麼想。總有些人,要站出來carry一下的。這些人的第一條要求就是智商,所以,搞物理其實是很殘酷的,有些事情不是努力就可以,力不從心這四個字,是真的有。當然,物理也需要我們這些底層的人做基石,所以我們的工作不是浪費,我們只是一同積累,在某一個點,在某些人的帶領下,爆發。所以,物理是個坑,物理是個賭局,但物理絕不是大多數人夢想實現的地方。這是我的個人想法,雖然有些事情我沒有經歷過,但是我見得多了。如果有人覺得我的話不能忍受....打倒是不可能,罵兩句讓我鬧鬧心就行了,我會很認真的。好,下面說一下,關於「人」上面的東西,也就是傳說中的,主觀因素。(算了...今天太晚,明天再寫)中國的科研環境怎麼樣?這真是一個有趣的問題。大概是做科研的人不是很多,所以有很多人不知道答案,但是我們做一個類比,問題就會變得很清晰。中國大學的環境什麼樣?這個問題相信很多人都里明白吧?畢竟在現在這個時候,上大學似乎變成了一件很簡單的事情。不過想上一所好的大學,仍然不容易,不過這裡所謂的「好」,也只是大陸內部的大學間相比較。但是大學似乎是一個騙局,我們努力了十二年,甚至不止十二年,老師欺騙了十二年,家長期望了十二年,好像就只為了一個大學的名頭。進入了大學之後,大多數人都會發現,自己十二年的努力,逐漸成空。當然,如果追求的是大學的名頭,追求一紙文憑,那或許還不算是太失敗。大概,所謂的「科研環境」,還不如「大學環境」,至少,大學裡面,我們大多數人還是純潔的,還是有一些夢想的。但是我想,我們都沒有資格批判「科研環境」,首先我們自身在大學裡面的表現好像就比較不堪,其次,整個中國的大環境就是如此,又何苦為難一個至少還有些奉獻精神,至少還算是比較有用的「科研環境」呢?在中國,想搞好科研,最主要的還是要有「人」。其次,就是無法掌控的時間。首先,自己要對這個項目有足夠的耐心,熱情,以及弔死在這棵樹上的決心。其次,要有人一起搞某個項目,人多力量大不是吹的,量變產生質變也是可能的,頭腦風暴永遠比一個人空想有效,不斷地交流才能不斷地進步。最後,要有「人」資茲,有可能這個才是最重要的。這方面不多說。其實腦子發熱的時候,我挺羨慕那些搞火箭衛星的,因為他們有錢,有綠燈,不太有人敢使絆子。當然,他們也有一些問題,但是要比我們好的多。而磁約束等離子體聚變,現在有一些錢,有一些人資茲,但是我們這些人真的熱愛這個項目嗎?應該說,有一些人真的熱愛這個項目,有一些人真的有奉獻精神。所以,我們就這樣看似順利地,踉蹌向前走。真正做某些事情的時候,其實真的很難,尤其是在中國這個喜歡使用,並且擅長使用「拖」字訣的地方。話說回來,學物理的人很多,他們都是為了物理嗎?至少在我看來,不是。我身邊的一些人,他們當年學物理,大多數人是認為學物理好出國,出去後再轉行信息或者金融什麼的。他們確實大多很優秀,很有想法,也很有能力。他們會打拚,會辛苦,會忍受很多痛苦,會賺很多錢,會意氣風發。我很羨慕他們,真的。有些人像我一樣,只是很懵懂地選擇了物理,然後就這麼學過來,又沒有背叛它的決心和勇氣。我們有一些理想,有一些能力,有一些懶惰,也有一些單純。或許我們會繼續做研究,但最大的可能,還是像大多數人一樣,找個工作,安穩地生活下去。當然,也有真正熱愛物理的人。有的人可能不太聰明,但是他們很努力,有的人腦子很聰明,但是他們更加努力。這種人有多少呢?我不知道,但是他們是最有可能做出成就的人。或許有某個契機,我們這些人又重新對物理充滿了夢想,變成了他們。誰知道呢?將來的事情誰也猜不到。廢話了那麼多,回頭看看,好像有用的東西也沒有多少,那我就放心了。第一次寫這麼多東西,我上知乎,平時也就是吐吐槽,很少這麼正經。有什麼問題,可以在評論裡面問,要是我說的有什麼問題,您就多多包涵,就當看一個裝逼失敗的笑話好了。ps:看了大家的評論,想再多說兩句。即便聚變真的能做出來,它也不會像大家想像地那麼美好。就比如現在的裂變能,大家感受到它對日常生活有什麼影響了嗎?聚變,更多意義上是一種可持續發展,而不是「以後用電幾乎不要錢」這樣的想法。因為聚變反應堆的造價會很高,維護成本會很高,防護成本也會很高。所以就算是聚變能得以利用,發電,我們個人也幾乎不會有什麼好處。簡單來說,聚變的研究,是為了後人,為了後人不至於無能源可用,也是為了我們人類能夠延續下去。就像我們現在做這個的人,有生之年估計都看不到聚變得以實現。但是事情總要有人做,比如清潔工,比如服務員,又比如教育工作者,很少有人真正熱愛這些工作,說得庸俗些,就是拿錢辦事,說得高尚些,就是為人民服務。其實,我沒想到會有這麼多人關注這個話題,因為它看起來不是那麼接地氣,也沒有什麼八卦可聊。就像我這專業,等離子專業,說出去別人都是不明覺厲。不過既然有那麼多人喜歡,我之後試著做一個視頻吧,也是想讓更多人了解聚變和能源。很多知友跳出來打臉。:)。我原來在一個創業公司工作。公司在某某年上市,股票十幾美金一股。首先跳出賣股票的是我們全球財務總監,正是他把公司運作上市的。我們中國區老大也迅速地開賣。我對比了全球競爭對手的市值,和他們講能漲到一百美金一股,被大家嘲笑得不得了。結果呢,公司在五年內最高漲到八十美金。可惜是,公司大多數員工股都在十幾美金時賣掉了。這是為什麼呢,反倒是是自己內部人對公司判斷失誤,明明他們掌握了公司更為詳盡的信息。原因很簡單,當你對一個事物了解得越詳盡的時候,你看到的越多的問題,越多的困難。當你拿著放大鏡看美人的時候,看到的都是坑坑窪窪。同理,我們看自己公司時,往往被各種問題所矇騙。財務總監深知自己在上市前做的財務手腳,工程師知道產品一堆堆bug,銷售面臨競爭對手的強大壓力。但是,如果你跳出局內,眼看世界上的競爭對手時,你會發現他們也不過如此,問題也是一樣得多,比我們更爛。我正是比較了同樣類型公司的市值後,做出了一百美元的判斷。同樣,我們east團隊有混日子的,歐美難道就沒有么。iter規划了這麼多年,還在不斷地扯皮。美國激光聚變馬上就要被解散了。實際上,east已經踏上了世界前列的道路,但是我們自己身在廬山中,仍舊被現實困難而困擾。眼放世界,才知我們的地位。
磁約束再次拿下一分,留給激光的時間不多了
瀉藥。
這個新聞不要當回事。
局裡面的流程很清楚,真的有戰略價值的進步是不會這樣出現在媒體上的,會很低調,也會有反駁。
比如:中國在Xx領域取得突破,日本科學院稱是上世紀技術。
再比如:中國禁止出口XXX,某科學家聲稱可笑。
再比如:中國科學家發現XX,諾獎獲得者XXX認為類似研究是浪費資源。
所以這個新聞一看題目就是有問題的,不符合戰略忽悠的大局。
最近局裡通知也沒有要求掩護這個核聚變進展。
所以綜合分析,意義不大。科學島上的人很會來事啊,每年年末鳳凰網都要報道你們,每次都要搞出「重大突破」。聽聞你們去 DIII-D 交流待遇超好。問題是國內做得好的學生似乎並不願意去科學島啊!有什麼人生的經驗能傳授給同行一下?
父親是核電從業人員,他一直講一個故事:
「當我還是十六七歲的時候,科學家就說,五十年後將會實現可控核聚變技術。現在三十年過去了,他們還在說五十年後將會實現可控核聚變技術。」
那希望不用再等五十年了。很無聊的新聞,新聞很多漏洞就不說了,核聚變還有非常非常遠的路要走,而且我建議政府不要盲目建設中國聚變工程試驗堆(CFETR),美國把這些項目停了不是真的缺錢,而是要把錢花在更有效率的地方,核聚變的磁約束要解決的問題太多,而且一個問題下面還有N多子問題。與其把錢燒在核聚變上還不如把精力放在如何提高核裂變的效率上,事實上現在的核電站效率很低,如果能把核電站效率提高到跟火電一樣,人類的能源危機至少能延長100年。還有核裂變中非常有希望的快中子增殖反應堆,也就是四代堆,基本上是循環使用,如果能大規模商用的話,基本上相當長一段時間內人類能源危機是沒有了。
說說對核聚變的看法,核聚變要解決的問題很多,凝聚態的物理,材料物理,混沌與湍流,數值分析,計算機控制,等等。反正只要是你能想的起的自然學科估計都涉及(我想如果這些問題都解決了,那麼我估計人類能發明長生不老葯了)。但總的來說核聚變解決只跟非線性數學和物理有關,如果非線性數學和物理沒有重大突破,核聚變只能永遠是下一個50年解決的問題。題主難道不知道中國的科研新聞大多是標題黨嗎?
一般中國媒體報道「×××研究取得重大突破」,最多也就是在某知名期刊發了篇論文而已。
真正的重大突破,科研圈內部早就炸開鍋了。中國這些所謂的重大突破,多半是下一步要繼續去基金委騙錢了。
專業相關,看完後,表示一句話可以總結:這個所謂的「巨大突破」跟沒有是一樣的。也許可以唬一下不明真相的群眾,但是學過聚變或者專業方向類似的人都知道,這裡面問題太多,「比太陽溫度還高」,「持續100s」根本不算具有任何有價值有意義的「突破」。
早呢。。。除了可持續 還有很多問題需要解決。。。。冷核聚變 才是未來。我看好。但是中國貌似在這方面毫無進展。。。。倒是米國 日本 義大利貌似有進展
恰好我也是搞聚變,偏工程領域,這個領域有這樣一個笑話,30年前,你導師的導師拍拍他的肩膀,孩子,好好搞,有生之年聚變可以搞出來,30年後,你導師拍拍你肩膀,對你重複了同樣的話。。,國內目前聚變技術和國外差了好幾十年,現在在做的都是別人幾十年前搞過的東西,國外目前很多大裝置都關停了,我個人聽我老師包括周邊師兄的分析,我們這一代人有生之年,或許可以出一個示範堆,至於商業發電,感覺目前基礎研究根本不足以科技樹點到這個點,因為太多的問題沒有解決了,這個領域各種搞不清楚的東西都叫做反常xxx,等反常xxx有一定的理論能解釋了之後又出現了新的搞不懂得,於是稱之為新反常xxx。。
所以個人感覺,連很多基礎物理現象都沒有弄清楚,怎麼實現長期穩定發電,況且,落實到工程上,又有一堆一堆的問題,舉個例子,未來大裝置實現准聚變時會變成很強的中子輻射源,所有周邊設備都會因為中子活化變為強放射源,,然後所有人員不得接近,全靠機器人,但是,但是,但是,聚變實驗堆的參數之高,一次不穩定性導致發生大破裂,裝置立馬完蛋(這種程度的損壞必須要人為更換部分部件,然而裝置已經成為強放射源人員無法進入,並不是所有的事情機器人都可以完成,除非機器人科技樹點到電影里的水平),裝置從建成到運行最短耗時十幾年,耗資幾十億美金,然而一次失敗就掛掉,你們想還會有國家政府願意投錢嗎。。重點是這種可能性很大。因為現在很多物理機制不清楚,所以很難說會發生什麼。至於目前的聚變裝置為什麼沒有這些問題,其實現在大部分裝置每天都在發生破裂,新聞里說EAST運行了幾分鐘巴拉巴拉,最後幹嘛了,就是破裂了,而未來的聚變堆的要求是不允許滿參數發生破裂,也就是不好意思,一旦開了,不允許運行幾分鐘幾小時,幾天,必須一直跑,除非在我有保護下主動讓你停止,
對於這種不能容忍一絲意外然而還有好多東西沒搞清楚的裝置,我實在不太看好。
如果能夠商業化,並且保持技術優勢十年,中國就可以領導世界了。
作為一個曾經以核聚變研究作為人生事業方向並且研究生期間以此為專業的科研狗,我來簡單的回答一下這個問題:
你可以把這些所謂突破當成聚變科學工程上的一次進步,然而不要把它當成里程碑式的科技進展,因為你會發現就算這類突破再來個幾十次,聚變發電可能還是遙遙無期。
遙想當年,來學校面試的時候盛老師跟我們說:我們這輩子可能無法實現可控聚變了,但你們正值好時期,聚變一定可以在你們手中實現! 當時聽得我是熱血沸騰啊!可是接觸核聚變研究後我才發現,有太多問題還沒解決,如聚變等離子體的物理問題,包層材料的工程技術問題以及燃料循環增殖問題等等。雖然有這麼多物理和技術上的問題擋在面前,但是依然有那麼一些科研工作者在不懈努力,一點一點的解決問題。
從國家層面,如今也是大力支持可控核聚變的科學研究,不僅參加了國際熱核工程實驗堆(ITER)項目,而且國內也在積極籌備CFETR計劃,科研經費那是比以前多太多了。如今我們看到的這些核聚變重大突破的新聞就是科研人員努力與國家支持發展的結果,它不是大家想像中的那般石破天驚,如相對論、量子科學的發現提出,然而確確實實是可控核聚變研究道路上的一次次進步,雖然距離最終目的地可能還遙遙無期。
我們看到的這些新聞用詞可能都有些誇張,但這也與國內的科研體系有關。國家需要看到你的研究成果才會撥款給你,而且成果越大經費就越足。因此很多科研機構有了一些研究進展,就鋪天蓋地宣傳,用詞也是極盡「奢華」,只要不太離譜就行。這就導致很多吃瓜群眾不明真相,以為是什麼了不起的偉大成就,聽多了似乎就覺得中國一下子就站在了世界科研頂峰,然而了解內情的人才知道事實並非如此。
這裡面有利益,也有無奈。如今的科研已不是一隻筆一張紙的事了,不僅需要昂貴的科學設備儀器,而且可能需要龐大的工程建設。以聚變研究領域為例,一塊小小的偏濾器鎢板,手機大小,就抵得上一輛豪車。因此沒有經費,很多科研工作根本無法開展下去。當然,科研還是應該實事求是,誇張浮吹不可取,然而…就當是中國特色吧!
說了這麼多,總結一下,就是每當你看到這類新聞時,還是請保持積極的心態,因為畢竟是一次科學技術的進步,雖然有大有小,甚至有的還有些水分。。。很多人不成事,我看就是他們看到一個事情時,想的是好多問題,搞不了了。可是能成事兒的人基本都是想,發現好多問題,終於有方向一個一個解決了。
每當中國一有技術突破,馬上就有一大堆相關「從業者」、「研究員」跳出來,說這是吹牛、是故意搞大新聞,論點都很簡單,總結起來就是「我也是搞這個的,我的進展很慢,我還沒成果。」
我一直很困惑,中國還處於研發階段的科技已經如此普及嗎?如此簡單就能接觸?隨便一個工廠車間,一個大學實驗室就是中國最頂尖的水平?核聚變技術,能夠改變地緣政治,改變歷史進程,怎麼看都是氫彈洲際導彈這一級別的,核心人員即使談不上「人間蒸發」,但也不會被允許來知乎談研發心得吧?
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以前覺得這一套滿新鮮的,心裡十分感謝知乎能帶我看清真相。如今看多了,真的覺得是套路滿滿啊,我都迷糊了!第一反映是,綠教國家的末日到了 點開發現,然並卵。
五十年前說五十年後實現,五十年後的今天說還要五十年,依我看再過一百年也實現不了。現在科學島上所做的核聚變研究早已進入瓶頸,只能做兩種,一種就是長時間高溫度放電,也就持續一百來秒吧,電子溫度五千萬度左右,溫度數據經過大幅度修改,這個本人當年親自見證修改前修改後的區別,修改前溫度數據誤差棒比測量值還大,修改後就是新聞上那種完美的數據;第二種就是幾十秒的高約束模。無論哪一種,都有一個致命的缺陷,就是不可重複性。這一次我做出來了,下一次再一摸一樣的條件下完全做不出來,而且是重複幾千次甚至上萬次才能成功一次。這種實現完全就是在蒙,就像買彩票一樣,我買幾萬次總能中個安慰獎吧,難道以後核能發電的時候電廠要說你們等一等,我們試個半年應該就可以了。也許有人就會說這個研究難,要慢慢來。最打你們臉的就是現在國家的太空梭上天,你們能比這個難么?人家太空梭上天,每次說什麼時候發射,就什麼時候發射,為什麼?一個是人家夠努力,另一個就是那裡都是全國最頂尖的人才。反觀科學島核聚變團隊,做實驗幾乎都是學生在做,職工大部分都不幹活,學生能有多少經驗呢?人才也留不住,每年留的都是那些什麼都不會只是有關係的人。照此下去,不出五年,核聚變估計也就沒有什麼能做到課題了。此項目關係到未來的能源問問,既然要做,就需要認真對待,不能只為敷衍國家了事。
萬里長征快到湘江了
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