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上周筆者談到核聚變獲得突發(fā)，國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)與海外企業(yè)在核聚變領(lǐng)域的發(fā)展；也談到風(fēng)起云涌的核聚變投資，尤其在AI與ChartGPT取得驚人進(jìn)展的情況下，敏感的投資者馬上產(chǎn)生一個(gè)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題：下一個(gè)工業(yè)革命的高地將是什么？在算力突飛猛進(jìn)的當(dāng)下，原來(lái)以為還需幾十年的核聚變產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程，或許比人們想象的更快。今天，筆者再就核聚變的現(xiàn)實(shí)發(fā)展以及未來(lái)展望談?wù)勛约旱目捶ā?/span>

首先，可控核聚變產(chǎn)生的能量可以無(wú)限滿足人類能源需求。目前，下一代“人造太陽(yáng)”中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆已完成工程設(shè)計(jì)，未來(lái)瞄準(zhǔn)建設(shè)世界首個(gè)聚變示范堆，這離實(shí)際應(yīng)用將再進(jìn)一步！在真正建造一座核聚變電站之前，科學(xué)家的沖刺目標(biāo)，是在超導(dǎo)條件下維持聚變反應(yīng)的溫度和時(shí)間。而國(guó)內(nèi)科學(xué)家的研究表明相關(guān)研究進(jìn)展速度令人驚訝：我國(guó)在高超音速發(fā)電機(jī)方面取得突破。你沒(méi)聽(tīng)錯(cuò)，是高超音速發(fā)電機(jī)，不是高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)。其實(shí)很多人不知道這個(gè)消息，所以今天筆者就來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下。

早在今年2月，就有媒體報(bào)道了我國(guó)科學(xué)家在高能脈沖領(lǐng)域的一大突破，爆轟驅(qū)動(dòng)惰性等離子氣體致高超音速發(fā)電機(jī)獲得重大進(jìn)展，未來(lái)將可以為激光武器、軌道炮和微波武器供電。相關(guān)的技術(shù)成果，已經(jīng)于1月19日發(fā)布在《力學(xué)學(xué)報(bào)》上，標(biāo)題為《爆轟驅(qū)動(dòng)惰性氣體磁流體發(fā)電試驗(yàn)研究》。在磁流體發(fā)電機(jī)中，讓高溫的等離子體以極高的速度通過(guò)高強(qiáng)度磁場(chǎng)，然后在磁力線的垂直方向拾取出導(dǎo)電的等離子體切割磁力線產(chǎn)生的電流，這基本就是磁流體發(fā)電的原理。想要提高磁流體發(fā)電機(jī)的效率與功率，通過(guò)加大磁場(chǎng)強(qiáng)度，增加等離子體速度，增加等離子體的導(dǎo)電率等方式實(shí)現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，先利用氫氧爆轟將氬氣加速到了14馬赫，使這種惰性氣體轉(zhuǎn)變?yōu)槌錆M高溫帶電離子的高導(dǎo)電等離子體，可以獲得巨大的電流。高達(dá)14馬赫的等離子體，在通過(guò)有效發(fā)電長(zhǎng)度為300毫米的連續(xù)電極型的法拉第直線型磁流體發(fā)電機(jī)時(shí)（磁場(chǎng)強(qiáng)度0.9T），其產(chǎn)生的瞬態(tài)功率達(dá)到了212千瓦。這個(gè)功率幾乎是目前磁流體同類研究中的10倍以上。高超音速發(fā)電機(jī)相對(duì)來(lái)說(shuō)，整體體積小，不需要儲(chǔ)能部件和大功率開(kāi)關(guān)，可以支持設(shè)備快速啟動(dòng)。相信隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和升級(jí)，有機(jī)會(huì)在各種常見(jiàn)的使用場(chǎng)景中看到他們的身影。例如開(kāi)發(fā)出只有貨車(chē)大小的發(fā)電機(jī)組，能夠輸出兆瓦級(jí)的功率，滿足激光武器、軌道炮和微波武器的功率需求，可實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)、坦克、艦艇的遠(yuǎn)程打擊和殺傷，從而讓激光武器具備真正的實(shí)戰(zhàn)能力。我們知道，下一場(chǎng)工業(yè)革命很有可能在能源方面獲得巨大的進(jìn)步，產(chǎn)生能源的微型化、再次獲得的快速化：成本低廉化都是考驗(yàn)指標(biāo)。我們來(lái)看如今已經(jīng)成熟的激光武器。2022年3月，中東某國(guó)訂購(gòu)了我國(guó)的激光防空系統(tǒng)，該系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸出功率為30-100千瓦，在 30 千瓦狀態(tài)下，最大射程為200-4000米，能持續(xù)發(fā)射200秒，可在6秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)重新加載。能在上千米的距離燒穿5毫米鋼板，摧毀一架216千米/小時(shí)飛行的小型無(wú)人機(jī)只需 10秒。據(jù)最近的新聞報(bào)道，這批激光武器實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用十分成功，這是高能快速獲得技術(shù)在軍事上的應(yīng)用，一旦解決成本問(wèn)題，民用生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用也十分廣泛的?？梢哉f(shuō)，在高超音速發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，中國(guó)又一次走在了世界前列，未來(lái)武器發(fā)展的趨勢(shì)，將有可能改變戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)，而這一切都將會(huì)由中國(guó)企業(yè)來(lái)引領(lǐng)。

再來(lái)看核聚變發(fā)電的未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景。核聚變具有固有安全性，即永遠(yuǎn)都是安全的。根據(jù)核聚變?cè)?，首先是要把氫的同位素氘和氚加熱到上億度，這要保持住非常難，但要停下來(lái)很容易。而它的產(chǎn)物只有氦氣和中子——氦氣本來(lái)就是干凈的，而中子我們用水就可以將其吸收，其能量會(huì)讓水變成蒸氣，用來(lái)發(fā)電。所以，核聚變?cè)O(shè)施不釋放二氧化碳，也沒(méi)有長(zhǎng)壽命放射性元素，可以建在城市中心。核聚變的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是資源無(wú)限。一升海水可以提取0.03克氘，釋放的能量高于340升汽油燃燒產(chǎn)生的能量，全世界海水里有40萬(wàn)噸氘——可供人類使用100億年，比太陽(yáng)和地球的壽命都長(zhǎng)。

再看一個(gè)例子，就十分清楚了：一個(gè)聚變電站一年只需要用150公斤的重水和150公斤的鋰，而一個(gè)100萬(wàn)千瓦的煤電站一年要燒200萬(wàn)噸煤，一個(gè)裂變電站一年需要30噸鈾。所以，國(guó)際能源署在上個(gè)世紀(jì)組織3000名科學(xué)家討論了3年，最終得出結(jié)論，人類未來(lái)的終極能源將由核聚變和可再生能源構(gòu)成——核聚變將為我們提供綠色的、沒(méi)有任何排放的、安全的、可以無(wú)限利用的能源。因此，筆者在上周的文章中提出：在核聚變發(fā)電面前，任何別的綠色能源都不值一提，核聚變發(fā)電將是下一個(gè)工業(yè)革命的里程碑，它將改變現(xiàn)有的工業(yè)格局，也許用電也是免費(fèi)的，‘電費(fèi)’這個(gè)名詞也許就會(huì)告別人類社會(huì)！

那么，我們可以設(shè)想一下，如果用電都免費(fèi)了，我們的生活將會(huì)發(fā)生什么變化呢？想想吧！一個(gè)現(xiàn)實(shí)先要知道，中國(guó)領(lǐng)先全球的高鐵是用電驅(qū)動(dòng)的，它沒(méi)有新能源汽車(chē)的里程焦慮吧？高鐵不必提高速度只需降速而進(jìn)一步覆蓋城市與鄉(xiāng)村，人們的出行范圍持續(xù)擴(kuò)大、物流成本持續(xù)下降和加速，人們追求的生活寬度、深度和長(zhǎng)度都會(huì)發(fā)生變化。

核聚變是一種將氫原子核聚合成氦原子核的過(guò)程，同時(shí)釋放出大量的能量。這種反應(yīng)并不會(huì)產(chǎn)生放射性廢料，因此更為清潔、安全，是一種非常優(yōu)秀的能源形式。2019年，ITER（國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆）的核聚變反應(yīng)爐開(kāi)始建造。ITER是一個(gè)由七個(gè)成員組成的國(guó)際組織，旨在建造世界上最大、最先進(jìn)的核聚變反應(yīng)堆。ITER計(jì)劃在2025年左右開(kāi)始進(jìn)行核聚變反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，這將是世界上第一個(gè)能夠產(chǎn)生凈電能的核聚變?cè)O(shè)施。同時(shí)，其他國(guó)家也在進(jìn)行核聚變技術(shù)研究，如我國(guó)在四川已建成了一座小型核聚變裝置HL-2M。隨著我國(guó)核聚變技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破，未來(lái)電費(fèi)免費(fèi)成為了可能。核聚變技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其燃料取自海水等豐富資源，并且反應(yīng)產(chǎn)生的能量也極為巨大，因此其或?qū)⒊蔀槲磥?lái)清潔能源的主流。

筆者認(rèn)為，雖然核聚變商業(yè)化還需要過(guò)程，但接二連三的突破告訴我們：可以展望核聚變及核聚變發(fā)電對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生的美好未來(lái)了。作為投資者，從中該明白應(yīng)放棄什么追求什么了吧？

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