科學家為什么要制造人造太陽
人造太陽的學名是國際熱核聚變實驗堆計劃,是由七個成員國合作主導的實驗。那么你知道科學家為什么要制造人造太陽嗎?下面小編就來解答一下大家的疑問。

科學家為什么要制造人造太陽
人類目前正在面臨能源危機,并不是說沒有能源可用,只是因為化石燃料的大規模運用,導致地球溫室效應不斷加劇,已經威脅到人類未來的生存了,另外一方面,則是人類需要從地球走向太空,所以必定需要一種全新的能源,而“人造太陽”就非常符合,它既可以讓全人類用上清潔能源,同時也能夠作為太空基地的動力來源,甚至有望讓人類飛出銀河系。
首先人造太陽可以產生巨大的能量,核聚變釋放的能量要比核裂變更大,也就是說,人造太陽能夠產生的能量,要遠遠大于目前的核電站。
而且人造太陽不會產生核廢料,也不會對環境造成較大的污染,最為關鍵的是,人造太陽的燃料隨處可見,目前人造太陽主要是用重氫,而在地球海洋中就可以獲得大量重氫,10萬億噸重氫都可以輕松獲得。
人造太陽的燃料可以通過海洋供應,海洋中大約6500個氫原子中有1個重氫,僅僅需要1升海水,就可以通過核聚變獲得300升汽油的能量。
如果可以將1立方千米的海水全部作為核聚變燃料,那么可以產生10萬億桶原油能量,如果實現人造太陽,人類就可以徹底擺脫對化石燃料的依賴,而且是非常清潔的能量來源。
什么是人造太陽
人造太陽其實是可控核聚變反應裝置的俗稱,就是將太陽的發熱發光原理(氫聚變)在人類的可控的條件下工作。世界各國都在嘗試研發這項技術,我國在參與一些國際合作項目的基礎上還在自主獨立研發,在合肥科學島就有一個托克馬克裝置,就是研究人造太陽的。
一旦技術成熟潛力將無限美好,相當于解決人類未來所有的能源需求,而且是清潔無污染能源,據測算,一升海水里面所含的氫的同位素如果完全以核聚變的形式釋放相當于300升優質汽油的能量,基本上相當于取之不盡用之不竭。
差不多在50年前人類就開始了可控核聚變的相關技術的研究,當時給出的時間表是50年實現,現在50年過去了,實現這一項技術的時間表依然是50年,還有可能永遠是50年。因為這個難度太大,技術太復雜,雖然我國的科研人員在這一領域不斷有一些突破,但是要最終完全實現這一技術還任重道遠。
人造太陽有什么用
和太陽一樣,都是核聚變。聚變就是原子滿足一定條件,比如高溫高壓,碰撞融合生成更重的原子同時釋放出很多能量。
常見的是氫聚變成氦。氫的同位素有氕氘氚三種,氕原子核只有一個質子,氘氚原子核分別是一個、兩個中子帶個質子。太陽聚變是氕,也就是普通的氫。太陽的質量是33萬個地球的質量,太陽內部的高溫高壓可以讓普通的氫,也就是氕發生聚變。聚變釋放出來極大的能量,讓這么大質量的太陽保持這個形狀不坍縮。
而我們目前只能讓氫的同位素氘氚聚變,因為這倆聚變需要的條件比單純的普通氫聚變要求少一些。畢竟我們沒辦法營造太陽上的高溫高壓環境。
所以人工核聚變,就是要營造高溫高壓的環境,讓電子脫離原子核的束縛,引發原子核聚合。難點也集中在怎樣創造并且保持這個高溫高壓環境以及怎樣約束這個環境。高溫環境用類似變壓器的原理獲得,約束有兩種,慣性約束核聚變和磁約束核聚變。我國的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置,就是超導體線圈的磁約束核聚變。
因為要發電嘛,總不能炸開吧,所以我們可以看到新聞里中科院合肥物質科學研究院的EAST近期實現1億攝氏度等離子體運行,這其實還是在實驗營造聚變的環境。可控核聚變還有很長的路需要走。
不可控的核聚變早就有了,氫彈就是。用普通核裂變釋放的能量去擠壓氫同位素,然后轟的一下聚變開始就是氫彈了。
