俗话说,万物生长靠太阳,据科学家估算,太阳每秒钟爆发的能量,相当于910亿枚100万吨级的氢弹同时爆炸。太阳的中心温度高达1500万度,如果将别针大小的太阳中心放在地球上,那么方圆150公里内的一切物体都将化为灰烬,人类的原子弹在它面前连小儿科都算不上!

太阳膨胀成红巨星的原理(人造太阳核心今年完成)(1)

长期以来,人类都在持之以恒地探索太阳产生能量的原因,但一直没有可信的说法,直到爱因斯坦发表相对论以后,才解决了这个谜团。与此同时,又一个梦想被埋在了科学家心中——如果人类能在地球上建造一个小太阳,那么就可以获得取之不尽用之不竭的能源,一升海水中提取的氘,在聚变反应中释放的能量,相当于300升汽油完全燃烧产生的能量,如果实现了这个梦想,人类将不再为石油发动战争,未来的终极能源一定是它!

太阳膨胀成红巨星的原理(人造太阳核心今年完成)(2)

人类很早以前就成功实现了核聚变,只不过用在氢弹上。众所周知,一个氘原子和一个氚原子只有在超高温和超高压的环境中才能发生核聚变,因此,也只有原子弹才能引爆氢弹。聚变发生后,最大的难点在于不稳定性和不可控性,核聚变发电的原理,可以简单理解为人为控制一颗氢弹,使其缓慢“爆炸”,氢原子核在发生聚变反应后,产生氦原子和中子,同时释放出更高的能量,推动聚变持续进行,而中子则会与包层材料碰撞并将其加热。之后,再通过包层材料将水转换为水蒸气,水蒸气推动发电机组发电。但是,“点燃”核聚变需要上亿度的高温,比太阳核心温度还要高五六倍,在这种条件下,任何材料都会顷刻间变成等气体。为了解决这个问题,科学家们利用比地球南北极高两万倍磁场,将上亿度的等离子体悬浮起来,进而有效控制核聚变,可想而知难度有多高。

太阳膨胀成红巨星的原理(人造太阳核心今年完成)(3)

从能源需求的角度来说,中国比世界上任何一个国家都需要能源,因此,可控核聚变再难也要搞!

太阳膨胀成红巨星的原理(人造太阳核心今年完成)(4)

在这方面,中国始终走在世界前列。欧盟和日本科学家实现的可控核聚变反应时间只有60秒,中国在2017年7月4日达到了101.2秒,世界第一。经过科研人员的不断攻关,今年4月22日,中核集团再次传来好消息,中国人造太阳环流器二号M装置将于今年建成,在人类探索可控核聚变的过程中又向前跨出了一大步。该装置为六相大电流脉冲发电机组,总重800吨,高15.5米,据中核集团西南物理研究聚变科学所副所长李强介绍,该脉冲机组可以驱动等离子体温度超过1.5亿度,在10秒内的放电功率相当于装机容量30万千瓦的秦山一期核电站,总体参数达到国际一流水准。

太阳膨胀成红巨星的原理(人造太阳核心今年完成)(5)

目前,人造太阳还处在实验阶段,预计将在十年后建造出工程反应堆,顺利完成验证发电后,60年内可以实现商用化。虽然说离实现还有些遥远,但中国科学家始终坚信:“如果将来有一盏灯会被聚变之能点亮,我相信这盏灯一定、也必须在中国!”

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