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如何制造一个简易太阳模型

时间:2023-05-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:造一个小太阳万物生长靠太阳,我们的生存离不开太阳。太阳的能量来自于它的热核聚变,就是将4个氢原子聚合成1个氦原子,从而释放出巨大的能量。因此,只要实现可控的核聚变,就可以造出一个供人们永久使用的“小太阳”。但是,造一个人造“小太阳”比想象的要难。这个装置被称为“托卡马克”。但是,人们真真要把它变成一个人造的“小太阳”,还有不少的路要走。50年来,全世界已建造了上百个托卡马克装置。

如何制造一个简易太阳模型

造一个小太阳

万物生长靠太阳,我们的生存离不开太阳。太阳的能量来自于它的热核聚变,就是将4个原子聚合成1个氦原子,从而释放出巨大的能量。

氢在地球上是一种十分丰富的元素。一个水分子就有2个氢原子。地球就是个大水球,在海水中,除了氢以外,还有它的同位素氘与氚。氘在海洋中的储量达40万亿吨。一座1 000兆瓦的核聚变电站,每年耗氘量只需304千克,海水中的氘足够人类使用上百亿年。因此,只要实现可控的核聚变,就可以造出一个供人们永久使用的“小太阳”。

但是,造一个人造“小太阳”比想象的要难。因为原子核是带正电的,要将两个原子核合在一起,必须要克服静电斥力,只有当它们互相接近到大约3×10-12毫米时,才会将它们聚合在一起,从而释放出巨大的能量,但是如此一来,粒子的温度将高达1~2亿度,这样高温度的粒子,拿什么容器来装呢?

20世纪50年代初,苏联科学家想出了一个办法:用磁场来约束这些高温粒子。他们设计了一个像面包圈的环形容器,外面绕有电磁线圈,产生强大的电磁场,将等离子体约束在环形容器中,高温的等离子体就不会与容器壁接触,也就不怕高温了。这个装置被称为“托卡马克”。(www.xing528.com)

有了这个装置,人们只要将氘、氚放入其中,就能像太阳一样释放出巨大的能量来。但是,人们真真要把它变成一个人造的“小太阳”,还有不少的路要走。

50年来,全世界已建造了上百个托卡马克装置。1991年11月,欧洲的JET将含有14%的氚和86%的氘混合燃料加热到了摄氏3亿度,聚变反应输出功率约1.8兆瓦。1997年核聚变输出功率已达到16.1兆瓦。但还是入不敷出。据科学家估计,聚变发电站至少还要30~50年以后才能实现。

1997年9月6日,天文学家发现了天王星的两颗新卫星

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