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人造太阳让能源自由不是梦

2024-04-27骆昌芹

新教育·校园 2024年3期
关键词:后羿核聚变人造

骆昌芹

你有没有想过,如果我们能制造一个太阳来代替自然太阳,那将是多么令人欣喜的一件事情。这种想法听起来似乎有些让人难以置信,但如今高科技的发展,足够让我们制造出这样的太阳了。

最理想的清洁能源

人造太阳会不会也像自然太阳一样升在空中呢?那么天上不就出现两个太阳了吗?大家都听过后羿射日的故事吧?就是因为天上的太阳多了,大地寸草不生,才被勇敢的后羿射掉了几个太阳,只留下这一个,要是再增加一个太阳,人类岂不是自找麻烦?

告诉你,这人造太阳并不是真正的太阳,它只是通过核聚变产生能量的一种装置。简单地说就是通过高科技手段制造出的一种模拟太阳能装置,原理是让核聚变在高温高压下产生、释放出巨大的能量,这种原理很像太阳内部的核聚变反应,所以科学界习惯叫它“人造太阳”。

“人造太阳”这个词其实只是一个通俗易懂的叫法,它是通过核聚变释放最大的能量,将来取代传统的发电方式,这种装置也被称为“聚变堆”。

我们都知道,自从进入工业时代,火力发电是主要的发电方式,但它所造成的污染和危害也较大。虽然像风能、水能等新能源也不断出现,但它们供电能力有限,并不能满足人类的需求。研发核聚变,它可直接替代火力发电,这种取之不尽、用之不竭的能源也是未来人类最理想的可替代的清洁能源。

突破核心技术

人造太阳作为未来的清洁能源,主要原因是它不受天气等自然因素的限制,能够持续稳定地供应能源,不产生二氧化碳等物质,对环境污染非常小。另外,它的潜力巨大,平均每克核聚变所释放的能量高于化石燃料的几百万倍,能满足人类数千年的能源需求。

虽然美国等西方几个国家也有“人造太陽”项目,但我国自主设计的“环流三号”人造太阳在技术上取得了较大的突破,尤以等离子电流下的高约束模式成功刷新纪录,让美国落后一大截。“环流三号”通过大型模拟恒星内部的核聚变反应来提供清洁能源,在约15分钟内能将等离子物质加热,加热后的温度比太阳温度高5倍,并在101秒时间内保持1.2亿℃的温度。那么这么高的温度怎么控制住呢?它采用磁约束核聚变,利用特殊形态的磁场将高温等离子体完全约束在有限的空间里,这样可有效地控制核聚变反应。

我国的人造太阳完全使用托卡马克设计,其心脏部位形同圆形的真空室,周围环绕着大量的磁感应线圈,这样产生了强大的电流,电流通过周围的线圈。气态氢燃料瞬间被电离,电子很快被剥离,形成等离子体,逐渐达到1.5亿~3亿摄氏度的核聚变温度。

人造太阳是人类迈向美好生活的能源之光,虽然这一技术还面临着很大的挑战,相信不久的将来,未来能源的希望一定会实现。

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