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解决石油短缺问题的新方法——在地球制造一个人造太阳

 程浩瀚 2017-11-30

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我们的宇宙的基本货币就是能源,它帮助我们晚上也能灯火通明,帮助植物生长结出果实供我们食用,给我们电脑和手机充电。我们目前能得到能源的方式有:燃烧化石燃料,比如说是石油、煤、天然气;分裂原子,通俗说就是核能发电;利用太阳光、潮汐、大风这些可持续来源来发电。

但是每一样都有它自己的缺点,化石燃料污染环境还不可持续,核能发电会有核废料,太阳光发电遇上阴天就不能同理风和潮汐。我们看太阳几乎有无限能量,科学家就想既然太阳的能量无穷无尽,不如我们自己制造一个人造太阳不就解决这个问题。前面我已经提到太阳是靠核聚变来发光发热,核聚变是热核过程,这也就是说原料的温度是非常高的,高到生成等离子体这种原子核和电子都分开地步,反应中心能达到百万级别温度,恒星是靠自己巨大的质量使自己内部有这种高压高温,来使原子核聚在一起释放大量能量。

科学家希望利用这一点来创造新一代核能厂,利用核聚变来发电。迄今为止,科学家找到两种可能控制等离子体的方式,一种是磁约束,另外一种是惯性约束。磁约束是靠磁场来把等离子挤压在一个环形地方,这种类型代表是法国的ITER反应堆(国际热核聚变试验堆),利用超导电磁铁和液氦来冷却。

温度是控制在绝对零度下,而反应中心等离子体则是上百万度。第二种典型代表则是美国的国家点火设施中,靠超强激光(世界上最强激光)来使等离子体在一个极小的瓶子内实现热核反应。目前全世界有美、中、法、俄、德、日、韩这些国家参与进来。我们中国是两种模型都有参与,我国磁约束有托马克线圈模型,惯性约束则有Z箍缩/X箍缩,位于安徽合肥中科大的人造太阳就是后一种。

目前的实验所花费的钱是巨大的,人们可能永远也得不到这种可控聚变反应堆,但是一旦成功相当于把一杯水变成一桶油,水是特殊的水。氦-3和氘进行聚变,氦-3来源月球、氘则是来源海洋。这种核聚变反应堆不产生有害物质,比现在的核能发电厂要好很多,并且反应突然停止也不会有核辐射存在。我们不断往这方面砸钱,是为了有朝一日成功后,我们可以彻底摆脱能源短缺问题,所以这一切都是值得的。

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