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玩轉科技館 | 帶您一起了解“人造太陽”

作者:内蒙古科技館

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你知道“人造太陽”嗎,你知道為什麼人類要再制造出一個“太陽”嗎?

“我有一個美麗的願望,長大以後要播種太陽”,聽過這首兒歌的小夥伴們,兒時的願望真的實作了。科學家們“播種”出一顆能量巨大的太陽。事實上,此“太陽”非彼太陽。它是由中科院合肥物質科學研究院等離子體實體研究所等科研機關研發的全超導托卡馬克實驗裝置,俗稱“人造太陽”。“人造太陽”是根據太陽核聚變反應原理制造出的一種能夠提供能源的裝置,也就是人工可控核聚變裝置。這個裝置在未來很可能成為為提供人類充足能源的主力軍!

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“人造太陽” (圖檔來源:新青年)

其實在上世紀五六十年代,另一種“人造太陽”已經存在于世界上了,有沒有人知道它是什麼呢?答案就是氫彈。氫彈就是通過核聚變的原理發生爆炸,隻不過作為武器,氫彈的核聚變是不可控的,但我們需要的“人造太陽”是可控核聚變。這樣,它才能夠持續安全地為我們提供能源。

核聚變是兩個較輕的原子核聚合為一個較重的原子核,并釋放出能量的過程。自然界中最容易實作聚變反應的是氫的同位素——氘與氚的聚變。“人造太陽”正是在這樣的原理基礎上提出的,可控核聚變研發是一個長期、大規模、高投入而且又是高風險的過程。

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更新後的EAST内真空室 (圖檔來源:科普中國)

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為什麼人們願意花費巨大的财力物力來進行“人造太陽”的項目呢?它有哪些優勢呢?

第一,是可控核聚變的原材料豐富,核聚變主要原料是氘,氘元素在地球上儲存最豐富的地方就是海水,據測算,一升海水中氘元素如果全部聚變,釋放的能量相當于300升汽油的能量。

第二,是可控核聚變的安全性較高,一旦洩露或者出現故障反應,會自行停止,不會造成核電站那樣的核洩漏或者爆炸,同時它還不會産生核廢料和輻射污染。

就在2021年12月31日,大陸的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)創造新紀錄,實作了運作時間突破千秒的成績,這是目前世界上托卡馬克裝置高溫等離子體運作的最長時間。“人造太陽”團隊工程師王騰提到:“如果有一天核聚變能夠發電,我希望第一盞燈點亮在中國的土地上!”

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新聞釋出會 (圖檔摘自:新青年)

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内蒙古科技館“人造太陽”展項

如果大家對上述内容感興趣,可以等到開館後,來内蒙古科技館三層的“宇宙與航天 科技與未來”展廳,通過托卡馬克實驗裝置的剖面結構模型,了解它的運作原理,滿足您對“人造太陽”的好奇心。

文字來源:内蒙古科技館展覽教育部綜合整理自百度百科、新華社抖音号