时间: 2021-11-19 15:01:14 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 121次
太阳是什么,那是我们曾经的图腾,是我们能量的源泉之一。
但从现代物理学的角度来说,太阳不过是一个巨大的火球,随着我们对科学研究的深入,我们对于太阳的理解也越来越深刻。
一、太阳的工作原理
随着人类现代物理学的发展,人们逐渐对原子结构的理解越来越深刻。
我们发现,原子核蕴含的巨大的能量,在我们打破和结合的过程中都会释放出巨大的能量。
例如,一些特殊的元素铀235,在达到一定的浓度和体积之后可以在一定条件下发生链式反应,在粒子裂变的过程中可以释放出巨大的能量。
这种原理被人们称为核裂变,也就是原子弹的原理,同时,由于这种反应可控,我们利用这种原理建立了一种新式的发电厂——核电厂。
而除了重核裂变之外,还用一种利用原子能的方法,那就是核聚变,当我们将一些轻核在一定条件下进行聚变的时候,也会放出巨大的能量,这种能量较之裂变更加的强大。
但它反应的条件也更为苛刻,如氢弹所要发生条件是需要一颗小型的原子弹爆炸才能产生聚变所需要的环境。
而我们的太阳,就是利用核聚变的原理而不断的释放能量的大火球。
而这种反应目前我们并不可控,而为了控制这种反应,我们这个目标称作——“人造太阳”
二、人造太阳
目前,“人造太阳”取得了不小的进展,但由于它的能量特别巨大,且反应的条件特别苛刻。
所以,它的工作原理虽然我们早就明白,但却依旧无法控制。
而随着我们对物理学,以及科学技术的研究,用“场”来控制这种能量逐渐成为一种共识。
但事实上,从理论研究到实验成功再到真正的投入应用,“人造太阳”的道路还认证而道远。
这就要从EAST说起。EAST(全超导托卡马克核聚变实验装置)是我国“九五”期间立项的国家重大科学工程,由原国家计委在“十五”期间批准开工,“十一五”建成,目标为人类开发核聚变能源提供重要的工程和物理实验基础。
EAST是中国自主研发的,世界上第一个全超导磁体、非圆截面托卡马克实验装置,它拥有类似太阳的运行机制,因此又有‘人造太阳’之称。
有太阳,为什么还要造“人造太阳”?
因为煤、石油、天然气未来有枯竭的危险,还存在一定的环境污染。而风能、水能、太阳能等新能源又受限于天气或地理条件等限制,难以满足需要。
而“人造太阳”采用的是核聚变反应,所需的原材料之一氘在地球上储量巨大,几乎取之不竭、用之不尽。
据测算,1升海水中含有的氘,核聚变反应后可以产生300升汽油燃烧的能量,生成物也没有危害。因此,核聚变能源被认为是理想的“终极能源”。
未来如果实现了“人造太阳”,能带来哪些改变?
改变可能主要有三个方面:首先是能源危机迎刃而解,能源价格将非常低廉,一些因能耗限制而难以开展的活动比如海水淡化、星际航天等,可以大规模开展,进而带来生产、生活的巨大进步。
其次,核聚变的产物为氦和中子,不排放有害气体,地球上的温室效应、酸雨、雾霾将大幅减轻乃至消失,生态环境得到改善。
第三,核聚变能源的原料从海水中就能获得,人类因能源问题引发的争端将大为减少,地球会变得更和平。
十几年来,合计超过10000人次的中外科研工作者,在实现“人造太阳”的梦想,他们先后实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行、电子温度1亿摄氏度20秒等离子体运行等国际重大突破,也使中国站到了世界核聚变能源研究的最前沿。
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