深
入解析“人造太阳”的奥秘
近年来,我们常常听到“人造太阳”这个概念。它究竟是什么,为何能被称为“太阳”的人造品呢?我们一起来深入解析一下。
首先,我们需要了解核聚变。核聚变是一种释放巨大能量的核反应。它的反应物是轻元素,如氢、氦等,和反应物碰撞后产生比原料更重的元素,如氦、锂等,并同时释放出大量的能量,成为了目前人类能够研究的最为理想的能源来源之一。
然而,核聚变的实现并不容易。因为它需要极高的温度和压力,才能使氢原子核达到足够的能量水平,进而发生聚变反应。而尚未有任何实验室能够在常温压下实现让两个氢核聚变的目标。
所以,科学家们便创造了一种新的聚变反应方式——等离子体聚变,简称“聚变”。
在实现这种反应过程时,需要有一个“容器”来包容燃烧的氢气,并将其加热到足够高的温度和压力。同时,要不停地注入氢气,保证在反应过程中氢的稳定不停地得以增强,而核聚变的过程也将逐渐加强。
于是,人们创造出了“人造太阳”——ITER设备。ITER(国际热核聚变实验堆)是一个由欧洲、全球能源与环境国际合作组织(IEA)等多个国际机构所共同研制的第二代等离子体聚变实验设施,也是目前世界上规模最大、能力最强的聚变实验设备。
ITER的核心是一个由100万个氢核统计组成的高温等离子体,这个等离子体的水平超过2500度,每秒钟释放出的热量能够煮沸一杯水。研究员们每天需要将两种聚变燃料——氘和氚——注入到这个“太阳”中去,并且需要使之运行超过30分钟才能进行实验的前期磨合。而这,也是人造太阳非常复杂的原因之一。
目前为止,ITER项目的建设已经进入了实验阶段。同时,它也被普遍认为是实现商业热核聚变能量的前沿技术,一旦得以商业化应用,将进一步改变我们对能源的认知与使用。