对人造太阳发电的深入研究（讷言）

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　　核聚变装置俗称人造太阳，最近，又传来喜讯，中国的人造太阳HL-3能持续进行反应的时间已长达1337秒。这一信息几乎刷爆了全网。

        中国的核聚变实验起步于1956年，在中苏合作背景下，中国科学院开始组建核聚变研究团队，早期主要进行理论探索和小规模装置搭建。1965年，西南物理研究院建成中国第一台托卡马克装置HL-1（后升级为HL-2A），开启了磁约束聚变实验，中国自从开始开启核聚变实验以来，连续反应的时间一直在不断延长，现在已经从最初的101秒，延长到了1337秒，已经延长了13倍，如此发展下去，很快就能达到用于发电的目标。现在，中国的核聚变装置的自主研发率已经达到了100%，核聚变实验的进度也在不断加快。据说，中国预计到2030年前后完成演示验证，2035年规划建设示范堆，2040年左右进入商业化验证阶段，到2050年实现商业发电。到时候，中国就会有取之不尽用之不竭的电能，再也不需要担心石油不够用了。因为，那个时候中国到处跑的都是新能源车。源源不断的电能还能转化成绿氢、绿氨等新能源，石油在今后的能源组成中已经变得无足轻重。

        目前，核聚变装置的反应之所以不能进行持续不断的进行下去的原因，主要是因为这个反应会放出大量的热，温度高达1.6亿°C，尽管已经对核聚变物质采用了强磁场约束，使其不接触核聚变装置，热量不会传导到核聚变装置上去，但是高温产生的强光也会发生热辐射，如果反应持续进行下去，核聚变装置仍然会发生被高温熔化的可能，所以，为了实验的安全性，在装置达到高温耐受程度之前，就将反应停止了，核聚变装置对热辐射的耐受时间现在是1337秒。如果想使核聚变反应持续下去，就必须无限延长这个时间。这个时间是可以延长的，这也是我国目前对核聚变装置不断改进的主要努力方向。但是，想让这个时间无限延长，几乎是不可能的。

        现在存在于我们面前的任务是想方设法把核聚变产生的热量导出来，用于发电。有人说，现在核聚变装置的反应时间才仅有1337秒，反应产生热量的时间还太短，考虑如何导出热量的时机还不够成熟，等反应产生热量的时间足够长了，再考虑如何把热量导出来也不迟啊？其实，核聚变发电无须等到2050年了，如果按照我的做法，核聚变装置在现有水平的条件下，就可以实现连续不断的发电，或者在用电高峰时段发电。核聚变装置在现有水平的条件下，怎么实现发电呢？

        现在核聚变装置持续进行反应的时间是1337秒，一天的时间是多少秒呢？24×60×60=86400秒，86400÷1337=64.6222887≈65，也就是说，只要有65台相同的核聚变装置，就能让核聚变装置24小时实现接力反应，也就能实现一天24小时连续不断发电。有人会说，只连续24小时放热发电还是不行的，得持续不断的放热才能发出持续不断的电流。你不要急，这65台装置轮番不断的反应下去不就完了吗？是的，这么一台装置，一天参加反应的时间只有1337秒，也就是1337÷60=22.2833333≈23分钟，其他时间全闲着，留出了足够的时间（每天23小时37分钟）用于冷却和检查检修，这样，整个装置组合反而非常安全了，何乐而不为？即使核聚变装置的反应时间能持续到24小时，至少也得有两台交替使用，才能保证持续不断的发电，而两台核聚变装置交替使用，其用于冷却和检修时间的间隔也只有24小时，比23小时37分钟长出仅23分钟。这种差距是微乎其微的。

        1337秒这个时间来之不易，我国是如何做到的呢？怎样才能把核聚变装置中的热量导出来用于发电呢？这是两个相关问题。为了核聚变装置的安全运行，我国科学家除了用强磁场对反应物质进行约束之外，还用-271°C的超低温环境进行硬核降温，才维持了1337秒的安全时间。如果将超低温数值适当降低，比如将-271°C改为-261°C，就需要用水循环系统来吸收这多出来的100°C的高温，水循环系统就成了导出热量用于发电的装置了。如果把-271°C的超低温装置全部关闭，就会把0°C的水加热成271°C的水蒸气输出来了，可直接用于汽轮机发电了。如果将强磁约束的反应物质释放的热量也导出一部分，热量会更高，在如此高的温度下，如果改用熔盐系统导出热量效果会更好。

        如果把核聚变装置用于用电高峰期发电，只需开启65台装置中的一部分用于发电就可以了，用电高峰期过后，可随时关停核聚变发电装置，方便得很。核聚变装置发电对于电网的安全调节，比大型电容蓄电、抽水蓄能发电更加灵活方便。