近日， “人造太陽(yáng)”——中國(guó)環(huán)流器二號(hào)A（HL-2A）聚變實(shí)驗(yàn)裝置高清全景大圖公布 。 那么， 什么是人造太陽(yáng)？它和我們的生活又有什么聯(lián)系呢？
人造太陽(yáng)技術(shù)屬于可控核聚變， 其意義是像太陽(yáng)一樣為人類源源不斷地提供能量 。 太陽(yáng)其實(shí)就是一個(gè)巨大的核聚變反應(yīng)堆（核聚變是將兩個(gè)較輕的原子核結(jié)合而形成一個(gè)較重的核， 以及一個(gè)很輕的核或粒子的一種核反應(yīng)， 在此過(guò)程中， 核聚變反應(yīng)將一部分反應(yīng)物的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為了能量）， 而人造太陽(yáng)就是效仿太陽(yáng)的核聚變?cè)恚?為人類提供取之不盡、用之不竭的能源 。 在技術(shù)分類上， 人造太陽(yáng)屬于可控核聚變， 由人工控制核聚變的能量輸出過(guò)程， 確保能量輸出大小滿足人類對(duì)能量的動(dòng)態(tài)需求 。
那么， 人造太陽(yáng)有哪些優(yōu)勢(shì)呢？中國(guó)工程院院士李建剛表示， “核裂變反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生放射性物質(zhì)， 但核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘和氚聚合成較重的原子核——氦 。 ”李建剛解釋， 穩(wěn)定的氦氣不僅不是污染氣體， 反而是一種可用于工業(yè)生產(chǎn)的清潔氣體 。 此外， 核裂變的燃料是鈾， 但目前世界上鈾的儲(chǔ)量只能供我們用100年， 而核聚變的原料氘在海水中的含量非常高， 1升海水中所含的氘， 經(jīng)過(guò)核聚變可提供相當(dāng)于300升汽油燃燒后釋放出的能量， “目前海水中的氘儲(chǔ)量如果用于核聚變， 可以用1000億到2000億年 。 ”
目前， 我國(guó)人造太陽(yáng)技術(shù)正在持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展， 但要想讓人造太陽(yáng)的產(chǎn)能和供能成為現(xiàn)實(shí)， 必須有幾個(gè)條件：一是1億度以上的高溫， 二是長(zhǎng)時(shí)間約束在有限的空間中， 三是有足夠高的密度 。 在高密度的條件下， 當(dāng)?shù)入x子體溫度達(dá)到1億度以上， 可使數(shù)目可觀的粒子具有足夠動(dòng)能克服原子核之間的斥力而實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)， 從而產(chǎn)生可觀的聚變能 。 現(xiàn)在， 我國(guó)的人造太陽(yáng)已經(jīng)達(dá)到了等離子體溫度1億度以上， 但是在溫度和時(shí)間上還需要向上億度、數(shù)千秒的目標(biāo)邁進(jìn)， 而且需要有可控性， 才有可能實(shí)現(xiàn)人類利用人造太陽(yáng)能的目標(biāo) 。
【清潔穩(wěn)定且取用不盡 "人造太陽(yáng)"為何如此"神通"？】本文由北京印刷學(xué)院物理系副教授李蜜丹進(jìn)行科學(xué)性把關(guān) 。
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