“人造太阳”即将升起
2021-01-21李忠东
科学大众·小诺贝尔 2021年2期
关键词:实验
李忠东





太阳的光和热来自太阳的核聚变,氢原子核在太阳的核心处碰撞,融合成更重的氦原子,并释放出大量能量,成为太阳的能量来源,也是维持地球生命的能量来源。
据科学家测算,太阳每秒钟释放的能量相当于900亿个当量在百万吨级核弹爆炸所释放的能量,地球能够接收到的太阳发出的能量,占比仅仅达到二十二亿分之一。可就是这么一点看似不起眼的比例,为地球维持相对稳定的温度、生命体的诞生和生物的发展演化提供了充足的保障。在构成太阳的物质中,氢元素和氦元素占太阳总质量的98.2%(其中以氢元素为主,占71%左右),氧、碳、铁、氖、氮、硅、镁等元素组成剩下不到2%的质量。太阳之所以能将氢的同位素氘和氚聚合成氦,释放出取之不竭的热核聚变能源,在于它内部有1.5亿°C以上的高温和3000亿个大气压的超高气压。
随着全球人口增长和经济发展,能源需求将持续增长,寻找未来能源成为当务之急。2020年12月4日,新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置(HL-2M)在成都建成并实现首次放电,这意味着中国再度加快了在未来能源探索方面的步伐。
人类未来能源的希望
地球化石燃料有限、不可再生,而且有污染;风能和水能不稳定;人类核电站所用的核裂变原料有限,还核废料有放射性污染。而可控核聚变不排放有害气体,有利于解决当前的环境污染问题。核聚变的原料是氢的同位素(氘和氚),地球上含量极为丰富。氘在海水中储量极大,1升海水里提取出的氘,在完全聚变反应后,可释放相当于燃烧300升汽油的能量。……
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