全球最先进：习主席中国思想学会正名总策划公告（18号）

admin

全球最先进：习主席中国思想学会正名总策划公告（18号）

俄华智库  中国芬笙山人工作站  2021年8月21日

人类能源的革命？

    太阳能、核能取之不尽用之不竭，是人类能源革命的方向。

以下选自《参考消息》2021年8月19日

   一  中国筹建空间太阳能电站

    【香港《南华早报》网站8月17日报道】题：中国计划利用空间太阳能电站满足电力需求（记者陈冰琳）

    中国西南部的重庆市每年有三分之一的时间被雾气笼罩。这里并非建设太阳能发电站的理想之地。但科学家们说。这里很快将建成中国首个测试一项革命性技术的实验设施。在大约10年后，中国将可以利用该技术从太空发射和接收强大的能量束。

    从太阳收集能源，再利用庞大的轨道基础设施将这些能源输送至地球，一直被认为是科幻小说里的情节，但根据中国政府的一项计划，到2030年，中国将建成一个兆瓦级空间太阳能试验电站。

    到2049年中华人民共和国成立100周年时，空间太阳能电站的容量将达到吉瓦级，与目前最大的核反应堆相当。

    根据重庆市壁山区人民政府网站的消息，璧山空间太阳能电站实验基地项目于今年6月开始建设工作。

    内地媒体援引团队专家、重庆大学教授仲元昌的话说，该基地预计年底完工。

    密集的能量束需要成功穿透云层，精准地传输至地面站。璧山项目的研究人员将从事这方面和其他一些领域的研究。

    太阳能发电站的效率不高，因为它只能在白天运行，而大气层会反射或吸收阳光中近一半的能量。

    自上世纪60年代以来，一些太空科学家和工程师就对在太空建设太阳能电站的想法产生了兴趣。在3.6万千米或更高的位置建设一个地球同步太阳能发电站，可以避开地球的影子，一天24小时见到太阳。

    通过发射高频微波能量，大气中的能量损失也可以降至最低（约2％）。

    在过去几十年里，很多国家提出了多种太阳能发电站的设想，但由于技术限制，这些设想一直停留在理论阶段。

    在璧山，中国研究人员首先需要证明，远距离无线电力传输可以实现。

    中国研究人员前期已依托高空气球，在300米高度开展能量传输实验。据内地媒体报道，璧山的这处设施完工后，科研人员会让气球升到20千米高空，最后升入平流层，实现平流层的太阳能收集。

    在璧山，研究人员还将试验这种技术的其他应用，例如利用能量束为无人机提供动力。

    根据中国最近的一些研究，空间太阳能电站的安全风险不容忽视。

    例如，当巨大的太阳能电池板开始追逐太阳时，它们可能使微波发射器产生轻微但持久的振动，从而引发故障。因此，它需要一个极其精确的飞行控制系统，以确保能瞄准地球上很小的目标。

    另一个危险是辐射。根据北京交通大学一个研究团队去年的一项计算。中国的吉瓦级空间太阳能电站地面接收站周围5公里范围内，不适宜人类居住。

    即使10公里以外的列车也可能遇到通讯突然中断等问题，因为能量微波的频率会影响Wi—Fi信号。

    中国科学院网站今年5月发表的一篇文章说，中国的空间太阳能电站项目此前遇到了不小的阻力。

    但文章说，在政府宣布2060年实现碳中和目标后，该项目得到了能源部门的大力支持。

    大多数新能源，如太阳能和风能，都不太稳定。文章说，由于聚变核技术等其他选择在技术上仍具不确定性，空间太阳能发电系统“将是一个重大战略选择”。

   二  核聚变研究取得突破

    【法新社洛杉矶8月17日电】一些核领域科学家17日说。他们通过核聚变制造出了大量能量，这可能为开发一种新的清洁能源带来希望。

    科学家将包含200束激光的巨型激光阵列集中于一个微小的点。以制造巨大的能量爆发，是他们过去制造过能量的8倍。

    虽然这种能量只持续了非常短的时间——只有100亿分之一秒。但它让科学家离“聚变点火”这一理想目标更近了一步。聚变点火意味着，科学家创造的能量比他们使用的能量更多。

    美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室主任金·布迪尔说：“对惯性约束聚变研究来说，这一结果是一种划时代的进展。”该实验室运作着位于加利福尼亚州的国家点燃实验设施(NIF)。科学家于本月用该设施进行了相关实验。

    一些科学家认为核聚变是一种潜在的未来能源，尤其是因为它产生的废物很少，也不会排放温室气体。

    核聚变与目前核电站使用的裂变技术不同。在裂变过程中。重原子核的各条键会被打断，从而释放出能量；而在聚变过程中，两个轻原子核会“结合”到一起，从而创造出一个重原子核。

    科学家在此次实验中使用了氢的两个同位素以制造氦。在包括太阳在内的恒星中进行的就是这样一个过程。

    帝国理工学院该领域相关研究中心的负责人之一史蒂文·罗斯教授表示，“NIF团队的工作是非同寻常的”，“这是自1972年惯性约束聚变研究开始以来在该领域取得的最大进展”。不过，该研究中心的另一位负责人杰雷米·奇滕登告诫说。把这一成果转变成一种可用能源并非易事。

    他说：“将这一概念转化为可再生的电力来源可能是一个漫长的过程，尚需克服多项重大技术挑战。”

   三  美向核聚变要清洁能源取得突破

              以下选自《参考消息》2021.8.25
   
【法国《回声报》网站8月22日文章】题：美国在核聚变方面朝着清洁能源方向迈出了“历史性”一步(作者莱伊拉·马尔尚)
    从一种几乎无限的资源中生成一种清洁能源……核聚变的前景令人梦寐以求，但掌握这一技术的进展却很缓慢。最新进展是由位于加利福尼亚州的美国国家点燃实验设施取得的。这家美国国家实验室周二为取得“历史性突破”感到高兴。因为一份公报称，研究人员在8月8日的一次实验中成功地接近了点火阈值。
    为了搞清这一突破意味着什么，我们必须回到核聚变的基本原理上来。不应将其与核裂变混为一谈，后者被用于我们目前的核电站，是“获取大原子并将其破碎以释放能量”的技术。
    法国原子能委员会模拟计划负责人达尼埃尔·范德哈根概括说。聚变是“使一些非常轻的原子相互靠近，并使它们达到一定温度以释放聚变能”。
    从理论上来说，核聚变犹如理想的能源。这个过程可以释放出大量能量，或许最终能满足人类的能源需求。这种使用氢的能源既不会产生温室气体，也不会产生放射性物质，而氢是地球上含量丰富的元素。
    范德哈根指出，要进行核聚变“可采用两种方法”。第一种是国际热核聚变实验反应堆计划所选择的方法。这个尚在法国卡达拉含核研究中心组装的巨大的实验反应堆试图利用磁约束聚变。
    在环磁机（一个大的环形真空室）内，气体被加热到非常高的温度以产生等离子体。范德哈根解释说：“我们将让等离子体困在里面并达到一定的密度，并使高温气体保持这种状态几分钟、甚至几小时。”
    第二种方法就是国家点燃实验设施和位于法国波尔多附近的原子能委员会百万焦耳激光计划所采用的：惯性约束聚变。
    在这种机制中，能量由一束激光束提供给直径为几毫米的燃料球。研究人员要压缩这个小小的目标物，使其密度达到非常非常高的水平，直到核反应开始。在包括我们的太阳在内的恒星中起作用的正是这一过程。
    一份公报称，8月8日，国家点燃实验设施的实验是通过将192柬激光集中在一个球状目标物上得以实现的。其效果是，“产生直径与一根头发相当的热点，在100亿分之一秒内通过聚变生成超过10万亿瓦的能量”。
    国家点燃实验设施还说，“这一突破使研究人员非常接近点火闭值”。因为他们提供了1.9兆焦的激光能量，释放出了1.3兆焦的热核能量。
    范德哈根表示，“他们取得了非常引人注目的进展”。国家点燃实验设施自2010年以来一直在使用全激光进行研究，“今年2月已发表了备受瞩目的论文，它在论文中宣布释放出了170干焦的能量，这一次释放的能量则是这一数字的8倍”。
    如此说来，我们很快就能靠核聚变产生的能量照亮我们的家了吗?远非如此。将这种“概念验证”转化为经济上可行的能源将是一个漫长的过程。
    这位法国研究人员强调，“为了用这种技术产生能量，不应只进行一次这样的实验，而应前后进行几次，且加快速度”。然而，国家点燃实验设施的公报指出，复制这个实验需要“几个月”的时间。
    范德哈根还说：“目前，我们正处于力争获得科学成果的阶段，而这些科学成果有助于我们理解和掌握这种聚变。这些实验涉及我们测试且在大型计算机上运行的大型模拟代码。”通过改变一个非常小的参数，比如激光脉冲的形状，我们得到了一些非常不同的结果。
    在磁约束和惯性约束中，哪一种技术更有前景呢?很难说。范德哈根认为，“我们处在惯性约束聚变的起步阶段”。到2050年前后，工业家或许会拥有建造工业生产反应堆所需的所有要素。而“我们现在谈论的是几十年后的事情”。一切都将取决于对每个流程的投资。