钢铁侠胸口的微型核聚变反应堆能成现实吗?科

作者:万搏体育 | 2021-03-06 17:44

  看过漫威电影《钢铁侠》的人们,或许都向往拥有那样一身所向披靡的战甲。但是,对于驱动战甲的微型核聚变反应堆可能并没有过多在意。那么这样一个核心的角色,现实生活中有没有人在研究呢?

  轻核结合成重核的过程我们成为核聚变。这个过程会释放出巨大的能量,原则上这些能量被充分利用,就会产生源源不断的动力。

  为了能够捕捉到那些数亿度的高温气体,科学家们研发出了托克马克磁约束装置。这是目前磁约束核聚变方向采用的主流方案,也是研究较多、发展较好的一种反应器。中国的东方超环EAST就属于这一类。

  这个过程虽然听起来简单,但是在有关技术方面还是存在诸多问题。超大的核聚变装置以及能量存储问题都是需要日后解决的麻烦。

  不过,这并没有阻挡科学家研发迷你版核聚变反应堆的想法。更够制造出较小的核聚变反应堆提供动力的飞机和轮船更是各国的梦想。

  2015年,美国麻省理工的科学家们就曾宣布设计了一款小巧且能量高的核反应堆,并称这一技术可以在10年内投入商用。

  该装置的磁场线圈采用了能够制造出更强磁力的超导材料稀土钡铜氧化物,能让等离子体聚集在更小的空间当中,这样制造建造反应堆的用料和时间都将变少。

  新的磁场技术也让核聚变容器能够得到更强磁场的保护,不至于被氢聚变成氦所释放的巨大能量融毁。

  其实在2014年路透社就报道过,洛克希德·马丁公司已经在小型聚变反应堆方面取得技术突破,首个反应堆体积已经缩小到可放入一辆卡车,并预计在未来10年内投入使用。

  之后,洛克希德-马丁公司旗下的“臭鼬”工厂又获得了多项紧凑型核聚变反应堆的专利。项目负责人McGuire表示,初期研发工作表明,构建一个功率为100MW、规格为7X10英尺的反应堆具有技术可行性,并且可安装在大型卡车的后端。

  臭鼬工厂的这次新设计方案尽管也属于磁约束型装置,但是却和托克马克有很大区别。同时新的反应堆比之前的规格也缩小了90%。

  随着在微型核聚变技术方面的群龙逐起,我国也开始了小型核聚变技术的研究进程。由国内知名能源企业新奥集团所建成的新奥“玄龙-50”装置是托卡马克聚变和仿星器聚变装置之后的另一种磁约束高温等离子体实验装置。

  2019年这个由首个宣布研发聚变能源的中国民营企业建造的核聚变装置,第一次实现了等离子体放电。尽管离紧凑型核聚变装置还有不小的距离,但这仍然是我国在这一领域跨出的巨大一步。

  其实,即使是国外较为先进的微型核聚变技术,也还是会存在诸多限制。而且现有技术也只能将核聚变设备缩小到0.3到2米,这与电影《钢铁侠》中手掌心大小的“方舟反应堆”还相差甚远。微型核反应堆要想实现应用,还有很长的路要走。


万搏体育