![]() 中國“人造太陽”再此創(chuàng)下新高,助力我國拿到了1億攝氏度“燃燒”100秒的成績,這一現(xiàn)象讓專家們指出,它的出現(xiàn)將會(huì)讓人類面臨巨大的技術(shù)跨越!這所謂的“人造太陽”究竟是什么?從實(shí)際查證來看,中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院里,就有這么一個(gè)被稱為“人造太陽”的巨大設(shè)備,它叫做全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置,也被稱為EAST,這就是我們所謂的“人造太陽”。它的原理和太陽的運(yùn)行機(jī)制十分相似,我們知道,萬物生長都需要仰仗太陽,該研究院的王騰博士指出,煤、石油、天然氣這三大能源在未來都有著枯竭的可能,而“人造太陽”在核聚變反應(yīng)中所要用到的核原料,在我們的地球上幾乎可以說是取之不盡、用之不竭,據(jù)說,它還因生成物不具備危害,因此被科學(xué)家們視為理想的“終極能源”。 ![]() 從外觀上來看,我們不難發(fā)現(xiàn)位于合肥的這個(gè)“人造太陽”,結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,畢竟科研人員們要讓上億攝氏度的高度和零下269攝氏度的低溫共存,所以說但凡這一設(shè)備的零部件出了一點(diǎn)點(diǎn)瑕疵,整個(gè)實(shí)驗(yàn)就會(huì)出現(xiàn)很大的偏差,問題是,究竟是什么讓“人造太陽”擁有了1億攝氏度?這其中的原理又是什么?簡單來說,人造太陽和受控核聚變有著緊密的關(guān)系,你可以說“受控核聚變”就是它的原理,人造太陽所指的就是應(yīng)用了這么一個(gè)原理的人造裝置,也就是我們在前文中提到的“托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置”,受控核聚變說白了,它的工作機(jī)完全制照搬了太陽。 ![]() 我們先從核聚變這幾個(gè)字開始說起,聊到核聚變,很多人會(huì)想到利用核聚變反應(yīng)從而釋出巨大能量的爆炸畫面,在那段歷史中,在蘇聯(lián)一場野心勃勃的實(shí)驗(yàn)中,人們引爆過這顆有著5000萬噸TNT當(dāng)量的大家伙,人們將其稱為是人類使用過的威力最大的核武器,于是后來就有人想出了這么一個(gè)問題,人們在想,這么厲害的能量能否為人類做出更大的貢獻(xiàn)呢?比方說,服務(wù)于人類日常的生產(chǎn)活動(dòng)?這個(gè)想法在后來的研究中,成了一大課題。科研人員們找到了一種辦法,能夠讓核聚變能量的釋放過程減慢,慢到人類有空隙能夠去處理這些驚人的能量,這個(gè)方法就是受控核聚變,但人們隨之又面臨到一個(gè)問題,那就是如此高的溫度,即使真的生成了,人們也找不到合適的容器“盛放”它,那種溫度,即使是地球上最耐高溫的金屬材料鎢, ![]() 也沒有可能將它包裹住。這么一來,科學(xué)家們要如何在地球上實(shí)現(xiàn)受控核聚變?蘇聯(lián)人為這件事提供了一個(gè)完美的方案,他認(rèn)為,人類創(chuàng)造出如此高的溫度后,在這種前提下,核原料也因無法忍受變成了等離子體,它使得原子核和電子處于完全分離的狀態(tài)下,這種情況下,人類用磁場就能約束這類帶電粒子!在20世紀(jì)50年代里,人們開始探索磁約束技術(shù),之后,聰明的蘇聯(lián)科學(xué)家就提出了驚人的托卡馬克方案。從原理上來看,在這個(gè)環(huán)形磁場里,帶電粒子在這里會(huì)不斷地繞圈圈,且無法直接接觸到爐壁,這使得熱傳遞的三種形式中,熱傳導(dǎo)和熱對流被直接排除了,剩下的只是熱輻射這一問題,如果說看到這里,你會(huì)擔(dān)心人們研發(fā)的托卡馬克裝置,會(huì)像歷史上的切爾諾貝利反應(yīng)堆一樣發(fā)生可怕的核爆,事實(shí)上你大可不必這么想,畢竟可持續(xù)聚變反應(yīng)堆和切爾諾貝利的裂變堆完全不同。 ![]() 我們說的托卡馬克這一裝備,它單純是一種利用磁約束,從而實(shí)現(xiàn)受控核聚變的一種環(huán)形容器,當(dāng)人們給這種容器通上電后,它的內(nèi)部就會(huì)形成一個(gè)巨大的螺旋形磁場,它會(huì)讓其中的等離子體突然加熱,當(dāng)它們擁有了很高的溫度后,再此程度上,人們才會(huì)去完成核聚變。你們知道嗎?人們從1公升海水里提取出的氘,當(dāng)它完全聚變反應(yīng)后,能夠釋放出大約燃燒了300公升汽油的能量??上攵嗽焯柕某晒?,對人類來說有多么重要,畢竟,我們地球上的最不缺的大概就是海水了,也正因如此,世界各國都很看中這一研究,此前,我國曾完成核聚變實(shí)驗(yàn)1億攝氏度持續(xù)20S的目標(biāo),那時(shí)候就有科學(xué)家指出,可控核聚變能夠幫助人們一勞永逸的解決人類社會(huì)能源與環(huán)境問題,從發(fā)展它的必要性來說,人們考慮到化石能源屬于不可再生,相對它來說,風(fēng)能、水能又顯得不夠穩(wěn)定, ![]() 核裂變的方式又普遍存在問題,在不斷探索的這條路上,起初人們最先研究成功并投入使用的就是核裂變電站,不過這種電站,存在2個(gè)很大的弊端,其一是核材料有限且昂貴,再者是它會(huì)產(chǎn)生出一種有著長期放射性的核廢料,在這種情勢下,人類明白他們需要的是一種資源豐富且清潔高效的新能源。于是科學(xué)家們將目光再次聚焦到了核聚變身上,并且指出,核聚變產(chǎn)能效率高,且無需擔(dān)心剛才我們提到的核裂變所具備的劣勢,或者說核聚變的原材料顯得極其普遍且廉價(jià),而且純粹的核聚變并不會(huì)產(chǎn)生長期放射性核廢料;但總的來看,正因人類在探索核能這條路上,演繹出了一段段充滿爭議的歷史,從而使得全球頂尖級科學(xué)家們在奮力的研發(fā)更為安全且便宜的核聚變能源,也就是我們今天所說的人造太陽,那么,你覺得這樣的核聚變方式,能夠成為人類未來的清潔能源嗎? ![]() |
|
|