9月23日在南京,我撞见了核聚变的真容

去年9月23号,我托做核物理的老同学,混进了紫金山脚下那个不对外开放的研究院。 小雨把梧桐叶打下来,粘了一鞋底黄。进门要过三道安检,手机摄像头都贴了封条,我那时候心脏突突跳,倒不是紧张,是觉得神奇——活了三十年,终于要亲眼见传说里的核聚变装置了。 走到半地下的大厅,我第一反应是惊讶。不是实验室里试管烧杯那种小场面,整个大厅就是为装置挖出来的,银灰色的金属外壳泛着冷光,密密麻麻的管线绕在装置上,像巨人身上交错的血管。连说话都有回声。

你刷到的“1亿度”,其实偷换了概念

前几年EAST出新闻,说实现了1亿度运行多少秒,当时全网炸锅,好多号说“马上就能用上聚变电了”。那天负责讲解的老工程师笑着给我们掰碎了说,这里头好多误区,普通观众根本看不懂。 首先,新闻里说的1亿度,是等离子体的电子温度,不是整个等离子体的平均温度。退一步说,就算真的整体温度达标了,核聚变发电要的也不只是温度。你得同时满足温度够高、密度够大、能把这团上亿度的等离子体按住足够久,三个条件乘起来跨过那个门槛,才能让聚变发的电比你耗进去的电多。 好多媒体拿1亿度做标题,故意不说只按住了短短几秒,那有啥用?就像你点燃气灶,点着了一秒就灭了,能炒菜吗?
EAST东方超环核聚变装置内部真空室
EAST东方超环核聚变装置内部真空室
我那天问老工程师,现在离那个门槛还差多少。他靠在墙边的安全围栏上,点了根烟(当然是大厅外面)说,我们现在已经摸到门槛边了,就差伸手推门,可这扇门,推了快二十年,还没推开。

卡脖子的不是理论,是一块一块的金属

说实话,核聚变原理高中课本都讲过,轻原子核撞成重原子核,差的那点质量变成能量放出来,谁都能听懂。难的从来不是理论,是工程。 你想啊,上亿度的等离子体,什么锅能装?总不能拿陶瓷铁锅直接盛对吧?所以用磁场约束,把这团带电的粒子悬在真空中间,不让它碰容器壁。可就算磁场控制得再精准,也总有漏网的粒子往装置壁上撞,一分钟不停撞,一撞就是好几年,什么材料扛得住?
核聚变装置面向等离子体钨铜构件样品
核聚变装置面向等离子体钨铜构件样品
现在全世界主流用钨做直面等离子体的材料,钨熔点够高,三千多度才化,可钨脆啊。整个装置每天热胀冷缩,聚变出来的中子还不停辐照它,辐照个几年,钨就会变肿变脆,裂得像干旱的土地,用不了就得换。换一次整个装置得拆开,耗钱耗时不说,你总不能发半年电停三个月修吧? 除了材料,还有等离子体控制、能量转换、氚增殖一堆问题,每一个都要几十年试错。网上好多人张嘴就说“核聚变永远是五十年后,都是骗经费的”,我听完只想笑。五十年前,人类连可控核聚变的门槛在哪都不知道,现在都站在门槛边了,这不是进步是什么? 不过话说回来,急也没用。工程问题就是要一块材料一块材料试,一个参数一个参数调,哪有什么一步登天的好事。

最近扎堆的核聚变热,是真风口还是泡沫

最近扎堆的核聚变热,是真风口还是泡沫
最近扎堆的核聚变热,是真风口还是泡沫
这两年明显感觉到,核聚变的新闻多了,好多私人资本砸钱进去,各种各样的路线都冒出来了,闹哄哄的。一会说惯性约束突破了,一会说新装置要建了,好多人跟着亢奋,也好多人骂是割韭菜。 我觉得吧,资本进来不是坏事儿。当年互联网刚出来的时候,不也一堆资本砸钱,砸出来多少弯路,也砸出来现在的互联网。不能全靠国家队慢悠悠磨,多试几个方向总没错,说不定哪条冷门路线就走出惊喜了。 当然,别被自媒体吹得晕头转向,说什么“五年就能用上聚变电”,那都是瞎吹。现在就算最快的项目,乐观估计也得二十年才能并网发电,慢的话三四十年也正常。 那天从研究院出来的时候,雨停了,太阳从云缝里漏出来,照在院子里的桂花树上,风一吹,香气扑满脸。老工程师指着院子里散步的几个白头发老爷子说,那都是当年搞第一个托卡马克的老人,现在退休了还天天过来转,就想多看看。 一代人有一代人的事儿。五十年前老一辈开始摸这条路,现在我们接着摸,就算我们这一代人用不上聚变电,我们摸对了路,后人就能接着走。你想啊,要是真成了,燃料从海水里提,一点废料都没有,再也不用抢石油抢煤矿,整个工业的成本都能降下来,那真是给全人类开了一扇新门啊。 我那时候站在桂花树下,看着紫金山的云飘过来飘过去,突然就不着急了。有些事儿,本来就是要几代人熬的。熬出来,就是整个人类的光。

作者|科技

排版|科技

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