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留法美女博士直播连线三位科学家,畅聊“可控核聚变”

Kai、小文 世界顶尖科学家论坛 2022-04-16


这几乎是人类科学史上最宏大的野心尝试!

这是多达35个国家联手合作的大科学项目!

科学家门一次又一次,向未来无限能源的探索进军——

就在今年7月28日,国际热核聚变实验堆(ITER)计划重大工程在法国安装启动,人类在探索可控核聚变的道路上迈出了重要一步。

ITER正在法国顺利进行中。图|Science News


今夜19:30-21:00,世界顶尖科学家协会独立研究员、法国奥塞原子核物理研究所(IPNO)放射化学博士赵羽佳担纲主持,直播连线三位参与ITER项目的科学家——核工业西南物理研究院研究员王晓宇、中山大学中法核工程与技术学院百人计划副教授倪木一、中科院等离子体物理研究所副研究员黄凯,引爆B站最“硬核”的直播间,4万多名科学爱好者在线围观,共同探讨这一宏大的科学话题。

那么,跟小编一起回顾一下今天直播间的精彩问答!


Q1、核聚变是通过将温度提高到1.5亿度而将氢的两种同位素转化为氢等离子体实现的,那么这个1.5亿度是怎么量出来?

黄凯老师这个1.5亿度并不是一个可以用温度剂量出来的概念,我们看到《流浪地球》的能量来源是将地球上的岩石扔到能量口,通过融化岩石产生能量,融化岩石的温度是几千度。如果达到上万度温度,几乎可以融化掉现有的材料,所以没有温度计可以测量超过一亿度的温度;这种温度,在科学上说,是按照电子伏能量进行的演算,也就是用远端的观测装置、测量设备去识别光谱,然后进行推算,换算成温度的概念,所以是一种电子伏能量换算单位。

Q2、ITER是热核反应堆,那么像钢铁侠胸口的“冷聚变”能量是否有希望实现?

倪一木老师回答,“冷聚变”最早提出是一九八几年时,发表于Nature杂志的文章,但是后来一直没有能够重现;这也是一个相对冷门的研究,从他个人的看法来看,目前看不到冷聚变能实现的任何的科学依据,因为所有核实验数据并不支持,无法实现两个核在低温下的融合。但是,倪老师也表示,目前中国科协以及各个国家也在支持冷聚变的探索,如果能够实现,那非常有希望把聚变做成水杯那么大。


黄凯老师则提到了在很多年前在清华读研究生时,听到的一位国外前辈说到“虾发光”的现象,如果能探究其能量的发光形式,如果这种现象能归入冷聚变,那有可能是一种突破。。

Q3、核聚变“五十年"实现商用的老梗何时休?


在核聚变领域,有个老梗,就是未来五十年,核聚变就能实现商用,连黄凯老师都称,自己在小学、中学的时候就听老师讲五十年后实现,现在还是五十年,因此自嘲聚变人是世界上最乐观的一群人。


直播间也有网友问:我今年16岁,有生之年能看到聚变实现商用化吗?真的是很有志气的网友啊!

王晓宇老师说,这个梗也确实很久了,最早各个国家都在开发聚变能,科学家很乐观,觉得很快可以实现,包括很多国家也投入非常多,但是当进入具体研究时,物理稳定性等实际问题就冒出来了,以也因此“五十年”时间界限不断往后推。不过王晓宇老师也非常乐观认为,按照ITER目前的进展,五十年内实现聚变发电,非常可期。

Q4、核聚变能商用于哪些领域?

网友问:聚变堆除了发电能做什么,是不是终极目标就是“烧开水”。倪一木老师畅想了一下:包括将海水淡化成淡水,生产氢气,给北方供暖,还有一种更前沿的应用,比如NASA提出的用聚变来产生航天器动力,为人类更远的外太空探索提供长时间有效的动力源。

黄凯老师则表示:在人类目前的科技条件下,电是高品质的能量形式,只要有了电,就能转化成所有能量形式,所以只要核聚变发电能实际实现,那其他的一些商用领域,皆有可能。


Q5、聚变能可以首先在中国实现吗?

作为参与了9年ITER项目的王晓宇老师,对中国非常有信心,他在演讲中也介绍了各国的的行动路线图,他认为是中国做事情非常努力,虽然核能研究起步较晚,但是经过多年努力,已经达到了国际一线水平,尤其在ITER项目中,中国的表现是比较出色的,有希望能率先实现聚变能。

Q6、这么多国家的合作项目,大家会吵架吗?

网友真的为ITER操碎了心倪一木老师直接斩钉截铁的说,会,肯定会吵架,这其中的文化隔阂是很难忽略的,项目过程中的摩擦争吵,拍桌子、睡也不让的事情时有发生,但是也必须求同存异,往前推进。


35个国家,40种语言的交锋

王晓宇老师举了具体的案例,比如说欧美人做项目的时候,特别注重程序,希望通过对程序的遵循来保障正确性,但一些国家更注重结果,认为只要结果可以接受的话,过程中可以忍受瑕疵。王老师认为欧美这种管理方式的好处,是通过管理来保证出错率低,一定程度则牺牲效率低。但是如果中国可以学习欧美人在ITER项目中的质量控制管理流程,那对国家从事大科学的工程将很有帮助

黄凯老师则动情地表示,聚变界可以说是汇集了世界上集中的乐观主义者,因为只有乐观的精神,才能支持不断在这个领域去探索,去支撑一个又一个50年。全世界的聚变届非常密切,可以说是研究领域中合作最密切、交流最无私、合作最无国界,ITER代表人类层面科学的大发展方向。人类文明发展到一定程度,科学不再是每个人闭门造车就可以实现的,必须打开心扉去沟通、交流,别人的思想可以给你的思想之光添柴加火。

Q7、科学家在线“招人”?

在回答网友ITER项目是否会招人的时候,科学家们直接隔空喊话“我聚变界永远缺人,下一个50年也缺人!”

黄凯老师寄语,现在裂变和聚变界面临各种挑战,想加入要准备好科学知识、一颗大大的心脏来应对挑战,但是也可以收获很多朋友,知识、毅力、决心和对自己的磨砺。

王晓宇老师说,聚变这条路很长,如果要做这方面的事,要久久为攻,不一定说要在这一代实现核聚变,而是要有我们这一代为聚变做出了贡献的信念。

正如黄凯老师总结所言——聚变:聚众人之智,引科学之变,只有聚集了众人的智慧,完成科学的变化,才能为全人类造福,为人类点亮光芒。

(更多关于本次直播的观点推送,请关注我们的后续报道)


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