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          2. 清潔穩定且取用不盡 "人造太陽"為何如此"神通"?

            2019-05-25 08:47:29 來源: 人民網—科普中國 作者:

            近日,“人造太陽”——中國環流器二號A(HL-2A)聚變實驗裝置高清全景大圖公布。那么,什么是人造太陽?它和我們的生活又有什么聯系呢?

            人造太陽技術屬于可控核聚變,其意義是像太陽一樣為人類源源不斷地提供能量。太陽其實就是一個巨大的核聚變反應堆(核聚變是將兩個較輕的原子核結合而形成一個較重的核,以及一個很輕的核或粒子的一種核反應,在此過程中,核聚變反應將一部分反應物的質量轉化為了能量),而人造太陽就是效仿太陽的核聚變原理,為人類提供取之不盡、用之不竭的能源。在技術分類上,人造太陽屬于可控核聚變,由人工控制核聚變的能量輸出過程,確保能量輸出大小滿足人類對能量的動態需求。

            那么,人造太陽有哪些優勢呢?中國工程院院士李建剛表示,“核裂變反應會產生放射性物質,但核聚變反應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,穩定的氦氣不僅不是污染氣體,反而是一種可用于工業生產的清潔氣體。此外,核裂變的燃料是鈾,但目前世界上鈾的儲量只能供我們用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,經過核聚變可提供相當于300升汽油燃燒后釋放出的能量,“目前海水中的氘儲量如果用于核聚變,可以用1000億到2000億年。”

            目前,我國人造太陽技術正在持續穩步發展,但要想讓人造太陽的產能和供能成為現實,必須有幾個條件:一是1億度以上的高溫,二是長時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,當等離子體溫度達到1億度以上,可使數目可觀的粒子具有足夠動能克服原子核之間的斥力而實現核聚變反應,從而產生可觀的聚變能。現在,我國的人造太陽已經達到了等離子體溫度1億度以上,但是在溫度和時間上還需要向上億度、數千秒的目標邁進,而且需要有可控性,才有可能實現人類利用人造太陽能的目標。

            本文由北京印刷學院物理系副教授李蜜丹進行科學性把關。

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            責任編輯:馬嘉悅
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