La construction du meilleur hôte pour le dispositif de fusion nucléaire chinois a commencé de manière complète
Le 1er octobre, une percée clé a été réalisée dans la construction du meilleur appareil de fusion nucléaire de la Chine.
La base pesant plus de 400 tonnes a été installée avec succès et sera utilisée pour transporter le meilleur hôte avec un poids total d'environ 6700 tonnes, marquant le début complet de la construction de l'hôte de machines lourds de ce grand pays.
À l'avenir, ce dispositif sera la première démonstration de production de puissance de fusion nucléaire à l'échelle internationale et devrait éclairer la première lumière par la fusion nucléaire d'ici 2030.
Fusion nucléaire: le mot de passe ultime pour explorer l'énergie cosmique
Du mystère de l'incendie continu du soleil pendant 4,6 milliards d'années à la poursuite ultime de l'humanité de l'énergie propre "inépuisable", la fusion nucléaire a toujours été l'une des orientations de recherche les plus éblouissantes dans le domaine de la science. Ce n'est pas seulement la force motrice principale pour que les étoiles émettent de la lumière et de la chaleur dans l'univers, mais aussi une technologie de pointe de coupe - qui a le potentiel de changer complètement le paysage énergétique humain.
En termes simples, la fusion nucléaire fait référence au processus de noyaux atomiques plus légers (tels que les isotopes d'hydrogène deutérium et le tritium) surmontant la répulsion électrostatique (répulsion de Coulomb) entre les noyaux à des températures et des pressions extrêmement élevées, en collisant et en fusion dans des noyaux atomiques plus lourds (comme l'hélium), tout en relâchant des quantités éloogaines d'énergie. Ce processus suit l'équation d'énergie de masse d'Einstein "E=MC ²" - La masse totale du nouveau noyau fusionné est légèrement inférieure à la somme des masses des deux noyaux avant la fusion, et la réduction massive (perte de masse) sera publiée sous la forme d'énergie, avec une densité énergétique dépassant de loin toute énergie actuellement utilisée par les humains.
Pour comprendre l'intensité d'énergie de la fusion nucléaire, un seul ensemble de comparaison des données est nécessaire: l'énergie libérée par une réaction de fusion de 1 kilogramme de mélange de deutérium tritium est équivalente à la chaleur générée par la combustion de 27 000 tonnes de charbon standard ou l'énergie générée par la combustion complète de 120 tonnes d'essence; Cependant, l'énergie libérée par le carburant à fission nucléaire de la même qualité (comme l'uranium - 235) n'est qu'environ 1/4 de celle libérée par la fusion nucléaire. Plus important encore, les sources de carburant pour la fusion nucléaire sont presque infinies - le deutérium est largement présent dans l'eau de mer sur Terre, et chaque litre d'eau de mer contient du deutérium qui peut libérer l'énergie équivalente à 300 litres d'essence par fusion. Le deutérium contenu dans l'eau de mer dans le monde peut répondre aux besoins énergétiques de l'humanité depuis plus d'un million d'années; Bien que le tritium soit de nature extrêmement rare, il peut être préparé artificiellement en réagissant au lithium (un élément abondant dans la croûte terrestre) avec des neutrons, et il n'y a pas de problème de "pénurie de carburant".
Cependant, la réalisation de la fusion nucléaire contrôlable n'est pas une tâche facile, et son défi de base réside dans "Comment créer et maintenir des conditions extrêmes pour la fusion nucléaire". À l'intérieur du soleil, l'effondrement gravitationnel crée une température élevée de 15 millions de degrés Celsius et une haute pression de 250 milliards d'atmosphères, remplissant naturellement les "conditions d'allumage" pour la fusion nucléaire; Mais sur Terre, les humains ne peuvent pas reproduire une gravité aussi forte et ne peuvent simuler que des environnements extrêmes par des moyens technologiques. Actuellement, il existe deux directions de recherche traditionnelles:
Un type est la fusion magnétique de confinement, représenté par le réacteur expérimental thermonucléaire international (ITER), communément appelé "Soleil artificiel". Il utilise un champ magnétique super fort (environ 100000 fois plus fort que le champ magnétique terrestre) pour limiter le plasma (le quatrième état de matière où les noyaux atomiques et les électrons sont séparés) avec une température allant jusqu'à 150 millions de degrés Celsius dans une chambre à vide circulaire (appareil tokamak), évitant le refroidissement- plasma pour répondre aux conditions nécessaires aux réactions de fusion. En 2023, le dispositif de "Soleil artificiel" de la Chine (Est) a obtenu une opération continue de plasma à 120 millions de degrés Celsius pendant 403 secondes, établissant un record du monde et imposant les bases de expériences ultérieures d'ITER.
Un autre type est la fusion de confinement inertielle, représenté par le National Ignition Facility (NIF) des États-Unis. Il concentre 192 lasers d'énergie élevés - sur une cible de deutérium tritium avec un diamètre de seulement quelques millimètres, chauffe la cible à 30 millions de degrés Celsius et le comprime à 100 fois la densité du noyau de la Terre dans une très courte période de temps (environ 10 milliards La diffusion n'est pas possible. En décembre 2022, NIF a obtenu le "gain d'énergie net" pour la première fois -, l'énergie libérée par les réactions de fusion a dépassé l'énergie du laser d'entrée, marquant une percée majeure dans la voie de confinement inertielle.
En plus de la densité d'énergie élevée et du carburant abondant, la fusion nucléaire a également une sécurité ultime et une convivialité environnementale. Contrairement à la fission nucléaire, les réactions de fusion nucléaire se termineront immédiatement une fois les conditions extrêmes perdues (telles que l'interruption du champ magnétique ou l'arrêt du laser), et il n'y a aucun risque de «fusion centrale»; Le principal produit de réaction est l'hélium (un gaz inerte toxique et inoffensif non -), qui ne produit pas des déchets radioactifs longs longs - comme la fission nucléaire et n'a presque aucune pollution à l'environnement.
Bien que les êtres humains n'aient pas encore atteint la production commerciale de puissance de fusion nucléaire (qui devrait nécessiter 30 à 50 ans de percées technologiques), chaque étape du progrès de la fusion nucléaire, de la fusion naturelle du soleil aux percées progressives en laboratoire, pousse l'humanité plus proche du but de la "liberté énergétique". À l'avenir, lorsque les centrales à la fusion nucléaire sont réparties dans le monde entier, l'humanité se libérera complètement de la dépendance aux combustibles fossiles, résoudra des problèmes mondiaux tels que le changement climatique et les pénuries d'énergie et inaugure une nouvelle ère basée sur une énergie propre et illimitée.
