一旦人類掌握了核聚變能,將擁有可使用上百億年的清潔能源。 地球的能源大部分來自太陽 我們??日常生活中不管是電、??油或者煤炭甚至??風能、??潮汐能等等追根溯源其實全都來自于太陽。??比如說碳,??是由木材轉(zhuǎn)化的。木材則是植物在太陽的光合作用下生長出來的。風能是因為大氣的流動,大氣流動則是因為溫度的不均勻。這也是太陽的功勞??梢哉f大部分的能源都是不同形式的太陽能。 太陽已經(jīng)在宇宙中存在了約五十億年,它的主要成分是氫,含量超過70%,太陽每時每刻都在發(fā)光發(fā)熱,它每秒鐘散發(fā)出來的熱量相當于1億億噸煤炭完全燃燒產(chǎn)生的能量,它成為整個太陽系的能量來源,而這巨大的能量卻并不是源于燃燒,而是來自于太陽核心,在那里有一個天然核聚變反應(yīng)堆。核聚變,就是利用原子核聚變反應(yīng)產(chǎn)生能量。在太陽的核心,溫度高達1500萬攝氏度,而核心處的超高密度使得那里的氫原子核粘到了一起,從而發(fā)生聚變反應(yīng)生成氦原子核,同時釋放出巨大的能量,發(fā)出以可見光為主的電磁輻射,輻射到四面八方。 宇宙從大爆炸那一刻起,核聚變這一自然規(guī)律就一直存在著。宇宙中遍布著類似太陽這樣的天體,我們稱它們?yōu)楹阈?,肉眼可見的恒星就有?shù)千顆,它們組成了星光璀璨的夜空。根據(jù)目前太陽聚變的速度,它還能繼續(xù)燃燒50億年。 如果我們仿照太陽的運作模式,制作一個核聚變能源裝置,??那么就相當于制造了一個人工太陽。并且直接從太陽里獲取無窮能量。 什么是核聚變 想要了解核聚變,就要先了解一下是什么組成了這個世界。物質(zhì)是由分子組成的,分子是由原子組成的。核聚變就是將????兩個比較輕的原子核靠得很近,??這需要撞擊或者加熱等等,它倆就會合在一起,變成另一個比較重的原子核。????在這個過程中間有一部分質(zhì)量損失掉了,質(zhì)量的消失會產(chǎn)生大量的能量。這就是核聚變的原理。 核聚變的巨大能量被證明是1954年世界上第一顆氫彈爆炸。當時產(chǎn)生了巨大的威力,震驚世界,從此核聚變受到了全球科學家的高度重視,他們希望可以有效控制氫彈爆炸的過程,讓能量持續(xù)穩(wěn)定地輸出,為人類服務(wù)。 我們?nèi)绾沃谱骱司圩儼l(fā)電機 目前人類距離實現(xiàn)可控核聚變還有很長的路要走,難就難在可控二字。太陽之所以可以持續(xù)進行穩(wěn)定核聚變,是因為它的核心溫度高達1500萬攝氏度,而且具有非常高的密度,強大的引力可以束縛住向外擴散的高溫和高壓,形成了一個奇妙的平衡點,使得內(nèi)部核聚變反應(yīng)持續(xù)進行。而地球上無法達到如此高的壓力,人類只能在高溫上下功夫,需要把裝置中的原料溫度提高到上億攝氏度,以等離子態(tài)高速運行,以提高可控核聚變的時間。 2017年7月,中國的“人造太陽”在世界上首次實現(xiàn)5000萬攝氏度持續(xù)放電101.2秒的運行,實現(xiàn)了從60秒到百秒量級的跨越,創(chuàng)造了核聚變的世界紀錄。2018年11月,“人造太陽”中心溫度首次達到1億攝氏度, 2020年4月,“人造太陽”將1億攝氏度維持了近10秒鐘,相當于太陽核心溫度的近7倍,再獲重大突破。然而,維持超高溫所消耗的能量遠大于核聚變幾秒鐘輸出的能量。想通過核聚變來發(fā)電的愿望想要實現(xiàn),遠非我們想象的那般容易。 透視新科技 《人造太陽》 播出時間:5月3日 12:49 來源:央視科教 |
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