La relación entrada-salida de energía solar artificial en la ciudad de Hefei
Sin embargo, debido a razones bélicas, económicas y de otro tipo, las crisis energéticas han estallado muchas veces en el mundo. Por ejemplo, en 1990, la Guerra del Golfo Pérsico provocó que los precios del petróleo se dispararan. En 2000, el fracaso de la política de regulación energética de California y la escasez de recursos energéticos llevaron a la crisis energética de California. En 2005, la oferta y la demanda mundiales de petróleo estaban desequilibradas: la oferta de petróleo era mucho menor que la demanda de petróleo, lo que provocó un fuerte aumento de los precios del petróleo.
Aunque el petróleo es una fuente de energía indispensable en la sociedad actual, es una fuente de energía no renovable. Con el desarrollo continuo de la sociedad humana, el avance de la ciencia y la tecnología, el aumento de la población y el aumento de la propiedad de automóviles, la dependencia de la humanidad de los recursos petroleros ha aumentado.
En la actualidad, el consumo de recursos petroleros aumenta año tras año, pero la cantidad total de recursos petroleros no aumentará en poco tiempo. A largo plazo, la energía del petróleo definitivamente "se sentará y se comerá todo". Por lo tanto, la humanidad necesita urgentemente encontrar una sustancia que pueda reemplazar los recursos petroleros.
Para lograr un desarrollo sostenible para toda la humanidad, países de todo el mundo están explorando activamente otras fuentes de energía. La energía nuclear con enorme energía se ha convertido en una de las fuentes de energía importantes por las que los países compiten por desarrollar.
Pero en la actualidad, todos los países del mundo que utilizan energía nuclear para generar electricidad utilizan la fisión nuclear. Este método es muy peligroso, contaminante y el coste de la eliminación de residuos nucleares también es alto. Por ejemplo, para ahorrar dinero en la eliminación de desechos nucleares, Japón anunció que arrojaría desechos nucleares al mar, a lo que se opusieron firmemente países de todo el mundo.
Planta de Energía Nuclear de Fukushima
Sin embargo, existe otra forma de generación de energía nuclear que no produce fertilizantes radiactivos, y es la tecnología de generación de energía de fusión nuclear controlada. En Hefei, provincia de Anhui, China, se creó un "sol artificial" utilizando esta tecnología. Este "sol artificial" funcionó a una temperatura de 70 millones de grados centígrados durante 17,6 minutos. ¿Qué nivel es este en el mundo?
Sol Artificial
El "sol artificial" es el dispositivo experimental de fusión Tokamak (EAST) totalmente superconductor. Funciona añadiendo isótopos de hidrógeno, deuterio o tritio, a una cámara de vacío dentro del dispositivo, que luego crea un plasma. Después de que la densidad y la temperatura del plasma aumenten mediante la tecnología, se producirá una reacción de fusión y se generará una enorme energía durante la reacción de fusión. Debido a su forma de anillo, también se le conoce como Hiperanillo Oriental.
El 30 de febrero de 2021, llegaron buenas noticias del Instituto de Física del Plasma, Instituto Hefei de Ciencias Físicas de la Academia China de Ciencias China Oriental Hyperloop operó a una temperatura alta de 70 millones de grados Celsius durante 17,6 minutos. . Este es el primer registro mundial de un plasma de alto parámetro y pulso largo de "sol artificial" que funciona durante más de mil segundos.
Ya en la década de 1990, los dispositivos tokamak a gran escala en la Unión Europea, Estados Unidos y Japón han logrado muchos resultados importantes en la investigación de la fusión nuclear por confinamiento magnético. La investigación y el desarrollo del tokamak superconductor en mi país comenzaron relativamente tarde. El tokamak superconductor T7 original de la Unión Soviética se cambió por primera vez a HT-7.
No fue hasta el año 2000 que el proyecto tokamak EAST totalmente superconductor de China comenzó a prepararse e implementarse. Después de casi 65.438+00 años de preparación, el dispositivo Oriental Hyperloop finalmente se construyó y puso en funcionamiento en 2006.
El dispositivo Oriental Hyperloop es el primer dispositivo tokamak de sección transversal no circular totalmente superconductor del mundo. Ha logrado muchos avances importantes desde su nacimiento. En 2009, la primera ronda de experimentos de descarga física del dispositivo EAST tuvo éxito.
En 2065438+2006, el dispositivo Oriental Hyperloop batió el récord mundial al funcionar durante mucho tiempo a una temperatura elevada de 50 millones de grados centígrados. El dispositivo Oriental Hyperloop estableció un nuevo récord mundial, logrando con éxito una operación de plasma repetible a 120 millones de grados Celsius durante 1,01 segundos y 160 millones de grados Celsius durante 20 segundos. Antes de que se batiera este récord, dispositivos similares en el mundo sólo podían funcionar durante unos 20 segundos a una temperatura de unos 100 millones de grados centígrados.
El dispositivo Oriental Hyperloop se compone principalmente de seis partes: cámara de ultra alto vacío, bobina de campo longitudinal, bobina de campo poloidal, pantallas frías internas y externas, Dewar de vacío externo y sistema de soporte.
La unidad principal de todo el dispositivo tiene 11 metros de alto, 8 metros de diámetro y pesa 400 toneladas. Aunque el Super Anillo Vostok tiene 8 metros de diámetro, su diámetro es sólo aproximadamente un tercio del del Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER).
El Eastern Hyperloop tiene la ventaja de la flexibilidad y su papel en la investigación científica no es pequeño en absoluto. En particular, puede funcionar a una temperatura elevada de 7.000 grados centígrados durante 17,6 minutos, inyectando 1,73 gigajulios de energía, batiendo el récord mundial de 411 segundos establecido por el propio Hyperloop de China en 2012.
¿A qué nivel pertenece Eastern Hyperring en el mundo?
En la actualidad, el Super Anillo Oriental utiliza tecnología de generación de energía de fusión nuclear controlable y su mayor ventaja es la energía limpia. Aunque todas son tecnologías de generación de energía nuclear, las materias primas para la generación de energía nuclear son elementos pesados como el uranio y el plutonio. Esta tecnología de fisión nuclear controlable no es absolutamente controlable. Una vez que ocurre un accidente por fuga, causará una contaminación muy grande y las consecuencias de la contaminación durarán más de cien años.
La tecnología de generación de energía de fusión nuclear controlada del Súper Anillo Oriental no utiliza elementos radiactivos, por lo que no es tan peligrosa como la fisión nuclear. Si ocurre un accidente durante el experimento, la temperatura y la presión se pueden reducir rápidamente mediante operaciones simples y el proceso de fusión nuclear se detendrá inmediatamente. Por lo tanto, muchos países tienen el impulso para ingresar al campo de la tecnología de generación de energía de fusión nuclear controlada.
Sin embargo, actualmente los únicos equipos en el mundo que pueden utilizar calentamiento por ondas de radiofrecuencia son el Hyperloop y el ITER de China. Por lo tanto, China ha logrado resultados tan impresionantes, lo que demuestra que Oriental Super Ring ha alcanzado el nivel avanzado internacional.
En la actualidad, Dongfang Hyperloop tiene básicamente la capacidad de generar electricidad. En el próximo paso, China continuará extendiendo el tiempo de operación del Hyperloop Oriental y se esforzará por lograr el gran objetivo de "encender la primera luz de la energía de fusión en China".
El Oriental Super Ring puede lograr resultados tan impresionantes, lo cual es inseparable del arduo trabajo del personal después de la ceremonia de apertura. Desde el 28 de mayo de 2021, Dongfang Hyperloop alcanzó con éxito los 120 millones de grados Celsius después de 98,958 experimentos. Hasta el 30 de febrero de 2021, realizó otros 106,915 experimentos, con un intervalo de solo 265,438+.
Si durante estos 7 meses, los investigadores chinos han estado realizando experimentos continuos cada día, una media de 37 experimentos al día. Si podemos descansar durante las vacaciones, la media de pruebas al día será de más de 50. Por lo tanto, el Oriental Super Ring puede lograr resultados tan excelentes esta vez, lo cual es inseparable de los esfuerzos de todo investigador científico.
El futuro del Hyperring Oriental
La eficiencia actual de conversión de energía de la fusión nuclear es de aproximadamente el 7‰, lo que significa que sólo 7 gramos de combustible en 1 kg se convertirán completamente en energía. que puede producir alrededor de 65.438 +75 millones de kilovatios-hora de energía eléctrica. Actualmente, el consumo de electricidad de China es de aproximadamente 7,2 billones de kilovatios hora. Si esta tecnología realmente se aplica en todo el país, necesitaremos 42 toneladas de combustible.
La materia prima de Eastern Parasoul es el hidrógeno. Aunque 42 toneladas de hidrógeno parecen mucho, no nos preocupa en absoluto que se acabe. Por un lado, la sustancia más común en el universo es el hidrógeno, y el hidrógeno también es un componente importante de la Tierra. Nuestro aire contiene grandes cantidades de gas hidrógeno.
Por otro lado, el hidrógeno no sólo se puede obtener del medio natural, sino que también se puede producir de forma artificial. Por ejemplo, los gases derivados de la coquización, el cloro-álcali, el acero, la metalurgia y otras industrias se pueden utilizar para electrolizar el agua y producir hidrógeno. Si bien el hidrógeno, el combustible necesario para el Superloop del Este, está disponible, todavía necesitamos mejorar la tecnología para preparar, almacenar y transportar hidrógeno en grandes cantidades.
El tokamak totalmente superconductor es sólo un reactor de prueba de fusión nuclear. La construcción de la nueva generación de "sol artificial" de China comenzará en 2021 y se espera que esté terminada en 2035. La nueva generación de "sol artificial" es un reactor nuclear más grande y un proyecto de fusión.
Producción de hidrógeno mediante electrólisis del agua
Una vez completada la nueva generación de "sol artificial", nuestro país podrá llevar a cabo experimentos científicos prácticos de generación de energía basados en la tecnología existente. Se espera que para 2050 se comercialice el reactor de prueba de ingeniería de fusión "sol artificial" de nueva generación de China. Para entonces, habremos dominado por completo la tecnología de generación de energía de fusión nuclear. El gran objetivo de "dejar que la energía de fusión ilumine la primera luz en China" también se convertirá en la hermosa visión de "dejar que la energía de fusión ilumine todos los hogares de China".
El progreso científico y tecnológico ha destruido por completo el medio ambiente global. La contaminación del suelo, la contaminación del agua y la contaminación del aire son impactantes. Afortunadamente, los humanos hemos descubierto que hemos causado un daño indeleble a la Tierra y también estamos haciendo todo lo posible para reparar este planeta azul claro con cicatrices.
En la actualidad, la generación de energía térmica sigue siendo la principal responsable de las emisiones de gases de efecto invernadero. Una vez que dominemos completamente la tecnología de generación de energía de fusión nuclear, podremos prohibir por completo este método de generación de energía que daña el medio ambiente.
¡En el futuro, el avance continuo de la ciencia y la tecnología definitivamente traerá nueva vitalidad a la Tierra!
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