别等50年了,核聚变已经悄悄走到我们身边了?

去年9月23号,我在南京江北的产业园待了一下午。出门的时候赶上暴雨,裤脚从脚脖子湿到膝盖,找地方烘了十分钟还是凉飕飕的。进会场才发现,一屋子穿工服的人,围着一个半人高的银色金属件窃窃私语,那是核聚变装置的测试件,我凑过去摸了摸,凉得刺骨,谁能想到这玩意儿未来要装下一亿度的火球。

很多人对核聚变的印象,还停留在永远差50年

这个梗传了快七十年了。最早是上世纪五十年代,聚变研究刚起步,一群科学家拍脑袋说,大概五十年能发电,结果传到现在,变成了玩梗的固定句式:核聚变永远差五十年。

说实话,这话放当年没错。那时候大家连怎么把上亿度的等离子体稳住都不知道,说五十年本来就是留够了试错的余量,哪想到被人记到现在。

很多人对聚变的认知也就停留在“人造太阳”“无限能源”这几个标签上,再多就说不出来了,甚至搞不清聚变和裂变到底差在哪。其实说穿了很简单:我们现在用的核电是裂变,把大原子劈开,碎成小原子,质量差变能量,缺点是有核废料,原料也有限。聚变反过来,把两个轻小的原子挤到一块,挤成一个重一点的原子,质量差变能量。

托卡马克核聚变装置真空室内部
托卡马克核聚变装置真空室内部

原料说出来也不玄乎,氘从海水里提取,一升海水提出来的氘聚变,能量顶三百升汽油,这话没瞎吹。但网上很多人吹“海水取之不尽,聚变能源用不完”,这话偷换了概念。另一种原料氚,自然界几乎不存在,现在要靠锂来造,锂本身也不是无限供应的,至少短期里还是要控成本。

还有个误区,好多人觉得聚变完全没有核废料,其实也不对,只是聚变产生的核废料半衰期短,量也少,比裂变好处理太多了,不是完全没有。

最近十年,聚变圈的玩法早就变了

之前几十年,大家都盯着大科学工程走,比如国际合作的ITER,造了快二十年,预算超了一次又一次,进度拖了又拖,很多人都觉得聚变没戏,要等下辈子。不过话说回来,大工程慢本来就是常态,那么复杂的装置,哪个不是攒十几年才凑得出来?

有意思的是这十年,越来越多私人资本扎进来做聚变,大大小小几十家公司,路线也不一样,有人做更小的球形托卡马克,有人做仿星器,还有人做激光惯性约束,去年美国NIF搞出来那个“能量增益大于一”的新闻,刷了好几天屏,好多人说“聚变发电马上成了”,其实圈内人都清楚,那个增益是算的燃料释放的能量,不算整个装置耗的电,离发电还差十万八千里。

EAST人造太阳聚变实验中控室显示屏
EAST人造太阳聚变实验中控室显示屏

咱们国家的EAST,也就是大家说的人造太阳,前两年搞出来了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,当时也刷了屏,很多人说再过十年就能发电,其实这个突破的意义是,证明了我们能长时间把上亿度的等离子体稳住,这件事放在五十年前,根本没人敢想。但从能稳住一百秒,到能稳定发电并网,中间还要过好多坎,不是说有了长脉冲就成了。

你仔细捋捋时间线,五十年前,大家连稳定约束等离子体都做不到,现在已经能做到一千秒,还能做到能量净增益,这个速度其实不慢了,只是大家太急,总想着今天出突破明天就能用上,哪有这么好的事。

我们这代人,能用上聚变发电吗?

我们这代人,能用上聚变发电吗?
我们这代人,能用上聚变发电吗?

我跟那个南京会上的老工程师聊,他说他干了四十年聚变,现在最大的感受是,越来越多年轻人进来了,资本也愿意投了,不是像以前只有国家队在干。他说第一座示范并网堆,他觉得大概率能在他有生之年看到,也就是二三十年之内的事。

当然,示范堆成了,不等于你家里马上就能用到聚变发的电,更不等于电价就几毛钱一度,大规模商业化普及还要走二三十年,就像当年裂变核电,从第一个实验堆到全国大范围建电站,也花了半个多世纪。技术的成熟从来都是慢慢来的。

这里必须说清楚,凡是现在跟你吹“我做出来小型核聚变”“能给电动车供电能给手机充电”的,全是骗子。尤其是那些打着常温核聚变、“量子聚变”旗号圈钱的,离远点,全是割智商税的。目前能走到发电阶段的研究,全是上亿度的高温等离子体路线,没有例外。

很多人说,聚变出来了,其他能源就都死了,其实不是这么回事。聚变最大的好处是,发电的时候几乎不排碳排放,作为基底电源刚好能补上风电光伏不稳定的缺口,帮我们实现碳中和,就算未来真的普及了,风电光伏水电这些也不会消失,只是多了一个更干净的选择而已。

那天散会出来,雨停了,江边的风裹着水汽吹过来,那个老工程师指着远处江面上的船说,他刚入行的时候,大家说五十年发电,现在四十年过去了,我们离终点比当年近太多了。哪有什么永远的五十年,走一步,就近一步。

说不定我们真的能在有生之年,用上聚变发的电。说不定哪天你交电费的时候,会看到账单上标着“核聚变供电”几个字,那时候你会想起,早在几十年前,就有一群人蹲在实验室里,为了这个火球耗了一辈子。

作者|科技

排版|科技

审核|乐乐

免责声明:市场有风险,选择需谨慎!此文仅供参考,不作买卖依据。如有侵权请联系删除。
文章名称:别等50年了,核聚变已经悄悄走到我们身边了?
文章链接:https://m.lfdjt.com/p/keji/a/4628.html