自从进入工业文明以来,人类社会一直在为能源而争斗。然而,一个残酷的现实现在摆在了大家面前。在付出铁和血的代价后,有限的化石能源很快就会枯竭。那么,未来人类文明将如何延续?
仰望我们的太阳,它赋予了地球生命,释放出无尽的能量。科学先驱们大胆设想,如果我们能掌握像太阳一样的能源装置,那么人类文明将进入一个新时代。

核聚变反应堆无疑是全人类的新希望。它能燃烧得像太阳一样炽热,所以被形象地比喻为“人造太阳”,代表了目前人类文明的最高科技水平,但很难征服它。但是中国科学家做到了!不仅如此,还遥遥领先于其他国家。
众所周知,目前核聚变反应堆使用的燃料是氢同位素:氘和氚。经过长期试验,中国的托卡马克装置已经非常成熟,工作温度可以保持在一亿度,持续时间远远长于其他国家,这是一个了不起的成就。
那么,如何稳定地获得大量的核聚变反应堆燃料,即如何获得大量的氘和氚,就成为运行装置建成后非常关键的问题。

氘的来源很好解决,在海水中就可以得到。每升水含有大约30毫克的氘。一座1000兆瓦的核聚变电站每年仅消耗304公斤氘。照此计算,全球海水中的氘足够人类使用数百亿年。
然而,氚很难获得,因为它不存在于自然界中。
目前国际上通行的方法是正硅酸锂陶瓷与氦气反应产生氚,能实现这一功能的陶瓷部件称为产氚单元。不要小看这种陶瓷。它是核聚变反应堆的核心部件。没有它,就无法产生足够的氚,整个核聚变反应堆就无法使用。

以前正硅酸锂陶瓷是做成直径一毫米左右的陶瓷球,放入堆芯,然后充入氦气。然而,多年的实验发现,这种方法过于简单,导致反应器运行不稳定。
创新的中国科研人员另辟蹊径,利用3D打印技术制作出具有复杂多孔结构的正硅酸锂陶瓷片,使氦气进入后能够稳定反应,从而保证中国核聚变反应堆不仅快速达到1亿度的设计温度,而且能够长期稳定输出,大大提前了核聚变商业化应用的时间表。
《科技日报》的文章称,这种3D打印的产氚装置的产氚效率有了很大的提高,可以根据需要在60%-90%之间灵活调整空的比值,这是目前国外技术根本做不到的。
值得一提的是,用于光固化3D打印这种特殊陶瓷的高相纯度正硅酸锂粉末浆料的配方和制备技术,包括打印设备,都是我们自己掌握的,已经成为我国控制能量黑科技的核心技术。
2019年,有机构预测中国核聚变装置将于2020年投入使用。由于众所周知的因素,目前进度受到影响,但估计不会太晚。今年底或明年初可以顺利开始试运行。随着这种陶瓷3D打印技术的成功,预计中国核聚变装置投入商业使用的时间会早得多,将欧美等国远远甩在身后。据悉,这一成果在学术期刊上发表后,得到了国外核聚变专家的高度认可。这也向世界证明,中国不仅可以出口口罩和医疗产品拯救人类脱离危险,还可以给全人类带来光明的未来。


