“人造太陽”要來了你收到消息了嗎?
我國科學家又創(chuàng)造了一個“世界紀錄”—“人造太陽”?!叭嗽焯枴钡降资巧赌兀?/p>
“人造太陽”,是我國的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置,又叫做“東方超環(huán)”。目前,首次實現(xiàn)了穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行。因為該裝置的目標是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下,像太陽一樣發(fā)生核聚變,為人類提供源源不斷的清潔能源,因此,我們稱之為“人造太陽”。
在這次核聚變實驗中,我國科研團隊在世界上首次實現(xiàn)了5000萬攝氏度等離子體持續(xù)放電101.2秒的高約束運行,實現(xiàn)了從60秒到百秒量級的跨越,創(chuàng)造了又一個“世界記錄”。
目前,太陽能、風能、水能、潮汐能、地熱能等新能源從根本上來說,是一種輔助能源,無法取代煤、石油、天然氣等化石燃料的地位。
而20世紀50年代開始登上世界能源舞臺的核能,威力巨大;但采集和提煉困難。安全性一直是導致其無法為大眾使用的原因。那么,“人造太陽”的安全性如何?
“人造太陽”屬于核聚變,其產(chǎn)物沒有放射性。由于聚變反應需要的條件比較高,一旦發(fā)生事故,造成反應的等離子體約束破裂,聚變反應便會終止。因此聚變?nèi)剂系谋4孢\輸、聚變電站的運行都比較安全。
聚變反應需要的高溫可達上億攝氏度,何種裝置能承受如此高的溫度呢?在這個溫度上,物質(zhì)都處于等離子體態(tài),其原子核和核外電子是分離的,電子不再受某一特定的原子核束縛成為自由電子,而原子失去電子也成為帶正電的離子。也就是說,等離子體中的粒子“帶電”了。
科學家在螺線管中,讓帶電粒子沿封閉的磁力線做螺旋式運動,上億度高溫的等離子體就乖乖地被約束在這種環(huán)形的磁場中了。這種環(huán)形的磁場又叫“磁瓶”或“磁籠”,可把熾熱的等離子體“托舉”在空中。所以說,“東方超環(huán)”這次5000萬攝氏度高溫的表現(xiàn),其實還有很大的成長空間。
中國科學院等離子體物理研究所研究員、中國工程院院士李建剛在表述這一過程時說:“磁約束聚變利用強磁場這一‘磁容器’來約束高溫等離子體,并進而將其加熱至上億度,從而維持連續(xù)的熱核反應,產(chǎn)生巨大能量?!?/p>
這也就是“人造太陽”學名單詞的來源:“托卡馬克”一詞轉(zhuǎn)寫自俄語單詞Tokamak,是來源于環(huán)形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka)的生造詞。
此外,“人造太陽”的主要燃料是存在于地球海水之中的氘(氫的同位素),另一種原料氚(同樣是氫的同位素),可用中子轟擊鋰的方法制備;而科學家預想的聚變?nèi)剂现弧昂?3”,在月球上也有豐沛儲量。
如此看來,未來,關于能源問題,人類又有了新的希望。