Человечество наконец-то сделало еще один шаг в сторону к эпохе бесконечной энергии! В январе 2025 года в Китае было официально введено в эксплуатацию сверхпроводящее линейное плазменное устройство, известное как «Световой меч Chixiao». Это звучит как магическое оружие в романах о боевых искусствах. Но это основное научное и технологическое оборудование в плане искусственного солнца.
Что именно представляет собой Chixiao - сверхпроводящее линейное плазменное устройство?
Chixiao — это суперинструмент, который может имитировать суровые условия, необходимые для ядерного синтеза. Его дебют знаменует собой еще одну важную веху в исследованиях технологии управляемого ядерного синтеза.
Он может создавать чрезвычайно суровую плазменную среду. В прошлом только Нидерланды располагали таким передовым оборудованием, но теперь Китай стал второй страной в мире, внедрившей эту технологию.
Данные, полученные Chixiao.
Плотность потока плазменных частиц, который он генерирует, может достигать более 10 в 24-й степени частиц на кубический метр в секунду, а разряд может длиться 1000 секунд. Центральное магнитное поле превышает 3 Тесла. Эти показатели беспрецедентны на мировом уровне.
В реакторах ядерного синтеза рабочая среда поляризатора является самым жестким компонентом, и его производительность напрямую влияет на долгосрочную стабильную работу реактора.
Важнейшей функцией Chixiao является стабильная генерация плазмы высокой плотности, что обеспечивает исследователям экстремальные условия, приближенные к реальности, позволяя им изучить характеристики поляризующих материалов при высокой температуре и высоком давлении.
С помощью этого оборудования ученые могут лучше решить проблему выбора материалов и оптимизации термоядерных реакторов и заложить прочную основу для неразвитого строительства экспериментальных реакторов в области термоядерного синтеза.
Технология термоядерного синтеза.
Технология термоядерного синтеза всегда рассматривалась мировым научно-техническим сообществом как объект конкуренции. Тот, кто сможет взять на себя инициативу в освоении этой технологии, может возглавить глобальный энергетический ландшафт в ближайшие годы. Ядерный синтез называется искусственным солнцем. Он имитирует процесс, посредством которого солнце производит энергию.
Если эта технология будет реализована, человечество получит практически неисчерпаемую чистую энергию. До этого развитые страны и регионы, такие как Соединенные Штаты, Европа, Россия и Япония, вкладывали значительные средства в эту область, пытаясь занять передовые позиции в науке и технике.
Однако китайские ученые не отстали в этом научно-техническом соревновании. Успешная разработка Chixiao не только свидетельствует о том, что они добились значительного технологического прогресса, но и означает, что не отстали в международном высшем научно-техническом соревновании.
Когда управляемый ядерный синтез станет реальностью, станет возможно достижение цели углеродной нейтральности и неограниченной энергетики в будущем.
История ядерного синтеза в Китае и помощь СССР.
Начало было в 1990-х, когда Китай только начинал работу в области управляемого ядерного синтеза и сильно отставал от западных стран.
Исследования ядерного синтеза стоят не только денег, но и огромных технических трудностей. Кроме того, западные страны во главе с Соединенными Штатами наложили на Китай жесткие санкции, затруднив получение даже самого элементарного исследовательского оборудования.
Помощь от СССР.
Хотя учёные того времени были полны энтузиазма, они не могли не испытывать чувство беспомощности перед техническими преградами.
Тогда Советский Союз преподнес им сюрприз. В 1990 году СССР решил подарить китайцам управляемое устройство для исследования ядерного синтеза. Для китайских ученых того времени это было невообразимым сокровищем.
Научно-исследовательская группа немедленно приступила к разборке и изучению этого оборудования, открыв дверь в новый мир. Благодаря углубленному изучению принципа работы этого устройства, исследователи быстро освоили ключевые технологии и начали независимые исследования и разработки.
Всего четыре года спустя, в 1994 году, они успешно создали свое собственное управляемое исследовательское устройство для ядерного синтеза и сделали первый шаг к независимым инновациям.
Время вступило в 21 век, и развитие в области технологий управляемого ядерного синтеза вышло на ускоренный уровень. В 2003 году КНР официально присоединилась к Международной программе экспериментальных реакторов термоядерного синтеза. В этом проекте приняли участие ведущие мировые силы в области ядерного синтеза. В нем участвуют Соединенные Штаты, Европейский союз, Россия, Япония, Индия и Южная Корея, а также другие научно-технологические державы.
Так, построенное Китаем «Oriental Super Ring» привлекло всеобщее внимание. В 2016 году оно достигло 403-секундной работы плазмы в режиме высокой концентрации, побив мировой рекорд. Это обеспечило Китаю большее влияние и голос в области международных исследований ядерного синтеза.
Ядерный синтез — окончательный ответ на энергетику будущего человечества?
Что означает управляемый ядерный синтез для человечества в целом?
Энергия всегда была основным двигателем социального прогресса человечества. В древние времена люди полагались на сжигание дров для получения энергии, а затем пережили эпоху угля и нефти. При нынешнем применении ядерной энергии каждое энергетическое новшество приводило к огромному росту производительности.
С углублением индустриализации человечества запасы ископаемой энергии Земли быстро истощаются, и энергетический кризис стал общей глобальной проблемой.
Согласно статистике Международного энергетического агентства, более 80% мирового потребления энергии по-прежнему зависит от ископаемого топлива, и эти ресурсы истощаются быстрыми темпами.
Использование энергии, полученной из продуктов нефтехимии, приведёт к значительному увеличению выбросов парниковых газов, что способствует глобальному потеплению. В связи с изменениями климата на протяжении многих лет количество экстремальных погодных явлений во всем мире значительно увеличилось, и необходимо срочно найти новые и устойчивые источники энергии.
Ученые нацелились на управляемый ядерный синтез, полагая, что у него есть потенциал полностью разрешить энергетический кризис.
Энергия, вырабатываемая всего 1 граммом топлива для ядерного синтеза, эквивалентна энергии сгорания 8 тонн нефти.
Если мы сможем преобразовать текущее количество используемой нефти в топливо для ядерного синтеза, то отныне энергетическая проблема практически станет историей.
Ядерный синтез также имеет огромное преимущество. При нем не выделяются вредные газы, такие как углекислый газ, и не образуются опасные радиоактивные отходы, как на существующих атомных электростанциях.
Ядерный синтез более экологичен и безопасен, чем современное ядерное топливо.
Более того, сырье для ядерного синтеза практически бесконечно. Дейтерий, одно из основных видов топлива для ядерного синтеза, в больших количествах присутствует в морской воде. Каждый литр морской воды содержит около 30 мг дейтерия. Энергия, выделяемая в реакции термоядерного синтеза, эквивалентна энергии 300 литров бензина.
Для текущего этапа развития человечества общее количество морской воды в 1.3 миллиардов кубических километров можно считать практически неограниченным. Следовательно, до тех пор, пока человечество будет осваивать технологию управляемого ядерного синтеза, это напрямую прорвется через энергетические оковы, в которых человечество находилось тысячи лет, и замедлит темпы изменения климата. Излишне говорить, что это также напрямую позволит человечеству вступить в следующий этап развития цивилизации.
По сравнению с традиционным сжиганием угля или нефти, энергия, вырабатываемая при ядерном синтезе, более чем в миллион раз выше.
При нынешних темпах глобального потребления энергии небольшого количества термоядерного топлива достаточно для использования всем человечеством.
Более того, гелий, образующийся в процессе ядерного синтеза, в основном безвреден и не выделяет никаких токсичных веществ или парниковых газов, но мы все еще далеки от полной реализации ядерного синтеза.
Самая большая проблема, стоящая сейчас перед учеными всего мира.
Самая большая проблема, стоящая сейчас перед учеными всего мира, заключается в том, как продлить реакцию ядерного синтеза. Для достижения цели плазму дейтерия и трития необходимо нагреть до высокой температуры в сотни миллионов градусов Цельсия и поддерживать в течение достаточно длительного времени, чтобы обеспечить стабильную выработку энергии.
Ни один материал не может непосредственно противостоять таким экстремально высоким температурам. Ученые могут только полагаться на мощное магнитное поле, чтобы контролировать плазму и не допускать ее соприкосновения с внутренней стенкой реактора. Вот почему так важны прорывы в экспериментальных устройствах, таких как Chixiao. Они обеспечивают необходимую платформу для изучения этих экстремальных условий.
С этой точки зрения, прорыв китайцев в области управляемого ядерного синтеза, возможно, не за горами.
Когда энергия больше не будет проблемой, как быстро повысится производительность?
Когда энергия станет дешевой и неисчерпаемой, многие технологии и мечты, которые ранее были недоступны из-за энергетических ограничений, станут доступными.
Популяризация электромобилей, разработка новых космических кораблей и даже кажущиеся отдаленными цели межзвездных путешествий могут стать реальностью благодаря прорывам в технологии ядерного синтеза.
Крупный прорыв в технологии ядерного синтеза также изменит глобальный политический ландшафт. Причина, по которой мир сейчас неспокоен, заключается в том, что в дополнение к религиозным и этническим конфликтам значительную часть составляют споры из-за энергетических интересов. Очень неравномерное распределение энергии привело к тому, что весь мир не смог найти разумного баланса.
Истинное энергетическое равенство в глобальном масштабе.
Именно из-за своих богатых нефтяных ресурсов Ближний Восток всегда играл важную роль на международной арене. Как только технология ядерного синтеза созреет и будет коммерциализирована, морская вода будет преобразована в новую нефть для человечества.
Прибрежные страны могут мгновенно получить практически неограниченные поставки энергии. В это время конкуренция и войны вокруг энергетики значительно сократятся, и в результате геополитическая игра утратит важный запал, и будет больше шансов достичь истинного энергетического равенства в глобальном масштабе.
Читайте также:
Спасибо, что дочитали до конца!
Ставьте лайки и подписывайтесь на канал, чтобы быть в курсе всех событий и расширить свои знания о нашей невероятной Вселенной! 🌌🚀