蹲在南京科技馆的核聚变展柜前,我突然懂了之前看不懂的新闻

9月23号的南京,天刚下过一场裹着桂花香的小雨。我从新街口地铁站出来,本来要往书展的方向走,被导航导错了出口,拐进了科技馆的临时科普展区。裤脚沾了点掉在地上的桂花,还有半圈梧桐果的黏汁。

人不多。整个展区的空气里飘着点免费柠檬水的味道,展柜前面就一个穿附中校服的小孩,把脸贴在离玻璃十厘米的地方,盯着里面那个银灰色的、像甜甜圈一样的金属环看。我一开始以为是哪个航天展的火箭发动机模型,凑过去看说明牌,才反应过来——这是把实验室里的核聚变装置,等比例缩小了搬过来的。

我之前刷到过无数次相关的新闻,总觉得“核聚变”三个字,是跟“量子计算”“火星移民”绑在一块儿的,远得像这辈子摸不着的东西。那天站在展柜跟前,盯着那个被LED灯照得发亮的银环,突然有点恍惚——原来我们聊了这么久的“人造太阳”,不是什么飘在概念里的PPT。

南京科技馆核聚变托卡马克装置缩小模型展陈现场
南京科技馆核聚变托卡马克装置缩小模型展陈现场

展柜里的银圈圈,根本不是什么科幻道具

展柜里的银圈圈,根本不是什么科幻道具
展柜里的银圈圈,根本不是什么科幻道具

说穿了原理其实没那么玄乎。你把两个特别轻的原子核,硬凑到一块儿,凑到它们克服掉互相排斥的劲儿,合成一个更重的原子核,这过程里亏掉的那一点点质量,全变成实打实的能量散出来。太阳天天在天上干的就是这个事儿。

难就难在“硬凑”。两个带正电的原子核,见了面就像闹脾气的猫,隔着老远就开始哈气推爪子,你要把它们按到贴脸,得给够多大的压力、多高的温度?高到什么程度?——得有一亿度往上。

这个温度是啥概念?你根本找不到任何固体材料能装下它。不管什么钨钢还是陶瓷,凑上去的瞬间,直接汽化变成等离子体。那怎么办?用磁场。把那团烫到能瞬间熔穿钢板的等离子体,用强磁场托着,悬在真空室的正中间,不碰任何装置的壁。

这也是为什么现在所有的实验装置,都长得像个歪歪扭扭的甜甜圈——直筒的话,磁场绕不过弯,等离子体就会撞在两端的壁上,瞬间散掉。

别被“永远还有五十年”的老梗困住了

说实话我之前也跟着凑过这个热闹。每次看到核聚变的相关新闻,评论区总有人刷“等我老了就能用上了”“永远还有五十年”。前几年看国际合作的ITER项目进度拖了一轮又一轮,预算超了一次又一次,我也在心里犯嘀咕,是不是真的要等好几代人才能见着商业化的影子。

那天在展区跟值班的志愿者唠了快四十分钟,才发现之前的认知全是断片的。

之前的实验装置,要产生足够强的磁场,得靠铜线圈通大电流,线圈本身电阻大,要耗掉特别多的电。相当于你为了把那团等离子体稳住,输进去的电,比最后能发出来的电还多,赔本赚吆喝。但这几年高温超导材料的技术跑起来了——那种能在相对高一点的温度下实现零电阻的材料,做出来的磁体,能产生之前好几倍强度的磁场,而且耗电极低。

高温超导磁体约束高温等离子体原理示意图
高温超导磁体约束高温等离子体原理示意图

这意味着什么?之前要建个比篮球场还大的真空室才能装下的等离子体,现在靠更强的磁场,能缩到跟个标准集装箱差不多大。装置小了,建造成本直接砍到之前的零头都不到。之前要攒几百个科学家在巨型实验室里才能做的实验,现在很多初创团队在自己的厂房里就能跑通流程。

我之前总觉得核聚变离我们远,是因为把“从零到一”和“从一到万”的节奏搞混了。其实“能不能产生聚变能量”这个问题,几十年前就已经有答案了。现在卡壳的地方,从来不是“能不能做”,而是“能不能用更少的输入,换更多的输出,把那团等离子体稳住足够久”。

别信网上那些非黑即白的说法。有人说核聚变马上就要商业化了,三五年就能用上,那是吹。有人说核聚变永远是骗局,永远实现不了,那也是懒。

那些没上热搜的、正在发生的细碎变化

那些没上热搜的、正在发生的细碎变化
那些没上热搜的、正在发生的细碎变化

跟志愿者聊天的时候,听到几个根本没上过新闻头条的小细节,比那些动辄“重大突破”的通稿真实多了。

现在的实验装置,已经能把那团一亿度的等离子体,连续稳住1000秒以上了。别觉得1000秒短——那是整整16分钟。搁在二十年前,能稳住10秒都算能上头条的大突破。

还有之前大家吐槽最多的燃料问题。总有人说核聚变要从海水里提氚,成本高到离谱,根本没法商业化。但现在的实验系统里,已经能靠聚变反应自己产生的中子,去轰击包裹在装置内壁的锂块,自己把需要的氚造出来。相当于你点着了一把火之后,炉子旁边就能自己长出柴火,根本不用天天出去捡。

旁边的穿校服的小孩突然转过头问我,“哥哥,这个东西做出来,是不是以后电动车就不用频繁充电了?”我本来想按教科书上的标准答案,说“这是未来的清洁能源”,结果顺嘴说了句“对,以后加一次燃料,可能能跑十几万公里”。小孩眼睛一下子亮了,蹦着去拉他妈妈的手,说以后要考物理系做这个。

雨停了。我走出展区的时候,裤脚的桂花已经被风吹干了,留下一点淡淡的香。

当然我也没被现场的科普完全洗脑。毕竟现在离真正的并网发电,还有好多坎儿要过。比如那层裹在装置壁上的锂块,被中子长时间轰击之后会不会老化?比如连续运行几个月的话,磁场的稳定性能不能扛住?这些问题,没有谁能拍胸脯说马上就能解决。

急不得。

但也没必要天天唱衰。

毕竟我们现在站在展柜前面看着那个小小的银环的时候,太阳在天上已经烧了四十六亿年了。而我们终于快要摸到,把那团火揣在自己兜里的门道了。

作者|科技

排版|科技

审核|阿辰

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:蹲在南京科技馆的核聚变展柜前,我突然懂了之前看不懂的新闻
文章链接:https://www.lfdjt.com/p/keji/a/12419.html