人造太阳有什么用?

不得不说,人类确实非常的厉害,就连太阳、月亮这些遥不可及的天体都可以制造了。就拿太阳来说吧,它是我们生存必不可少的存在,太阳光让植物可以进行光合作用,而植物又能给食草动物提供食物,食草动物又能给食肉动物提供食物。正应了那句歌词“万物生长靠太阳”。

除了阴天和夜晚,太阳总是会挂在天上给地球上的万物以光亮,那么,人造太阳有什么用呢?我们简单的来探讨一下这个问题。

什么是人造太阳?

人造太阳顾名思义就是人为制造的太阳,那它与真实的太阳有什么区别呢?首先,太阳是太阳系的核心,它占太阳系总质量的99.86%,相当于130个万个地球。而人造太阳毕竟是以地球为场地制造的,它比地球肯定是要小多了,更不用说跟太阳比了。事实上,人造太阳并不是我们抬头就能看到的太阳,它是一项国际热核聚变实验堆计划,这项计划是由世界多个国家联合开发的一个项目,从1988年开始,仅仅10年的时间就耗资超过50亿美金。

一个是实实在在的太阳,一个是由多个国家联合研发的一项科研项目,这是二者最大的区别。

当然,能够称得上是“太阳”,人造太阳与太阳也是有一定的相似度的,最明显的一点就是人造太阳也能释放能量。太阳之所以看起来非常的亮,就是因为它在“燃烧”,但是在太空中没有氧气,自然不满足燃烧的条件,所以太阳的燃烧并不是我们传统意义上的燃烧,而是一种核聚变的过程。简单的说就是一种热核反应,太阳的热核反应是将太阳中的氢转化为氦的一个过程,具体的说是4个氢原子核转化为1个氦原子核,在转化的过程中,约有千分之六的损耗,而这些损耗就转化为了能量,使得太阳看起来像一个大火球一样。

而人造太阳其实也是核聚变的一个过程,不同的是热核反应的“原材料”不同,人造太阳是用的氢的同位素氘和氚作为聚变的原材料,而最终产物为氮和能量,在氘和氚的核聚变反应中同样也能释放出大量的能量。而且氘和氚从海水中就能够提取,所以,人造太阳的原材料可以说是取之不尽用之不竭的。

人造太阳有什么用处?

看到人造太阳,许多小伙伴可能会说:后裔好不容易把天上射到了还剩一个太阳,再造一个不是添乱吗?(开个玩笑)当然不是,人造太阳并不是要代替太阳,毕竟想要代替太阳,人造太阳必须得足够大才行。那么,人造太阳有什么用呢?

01 新能源

由于人类社会的快速发展,许多资源被过度的开发和使用,像石油、煤炭等能源除了是不可再生资源外,还对大气存在着较大的污染。而人造太阳其实可以看做是新能源的一项实验。首先,人造太阳的原材料取之不尽,其次,它可以释放出大量的能量,最值得一提的是,人造太阳核聚变后,并不会产生污染。因此,人造太阳的成功能够解决能源不足和能源燃烧产生有害气体和二氧化碳的现状。

02 未雨绸缪

毕竟我们对宇宙的了解仅仅是冰山一角,未来会发生什么我们没法预测。所以,人造太阳的出现,可以说是一种未雨绸缪。想象一下,如果在未来的某一个时间节点,太阳被乌云长时间的遮住,大地失去光明时,最需要的是什么?显然就是能够代替太阳的存在,而人造太阳就是区域性的满足这一点。

总结

人类毕竟也是茫茫宇宙之中的沧海一粟,只有不断的发展,才能应对更多的未知,而且人类对地球的破坏(过度的排放有害气体以及使用能源)已经让我们自身的处境变得不容乐观,而人造太阳的出现,显然能够应对未来更多的变化。

人造太阳有什么用?

首先介绍一下什么是人造太阳,人造太阳是科学家模拟太阳内部核聚变反应,制造的一种核聚变实验装置。

那么科学家为什么要制造这种装置呢?大家知道,太阳是地球上一切生物的能量之源,太阳能可以用来发电,因此,模拟太阳内部的核聚变,就相当于在地球上再造了一个迷你型的人工太阳。更重要的是,核聚变所产生的能量是非常高效和巨大的。比如氢弹,他所产生的能量比核裂变的原子弹要大得多。而且没有核污染。因此科学家希望通过人造太阳装置,在未来,将之运用于人工发电。将氘和氚核聚变产生的核能转变成电能。因为核聚变的氘和氚可以直接从海水中获取,可以说取之不尽,用之不竭。而且核聚变过程是没有核污染的,是洁净能源。所以一但人造太阳装置研究成功,人类将彻底摆脱能源问题。

到目前为止,我国在人造太阳研究上处于世界前列,已经实现了1亿度的高温,100多秒的连续放电,相信在不久的将来,人造太阳一定可以研发成功。造福全人类。

人造太阳有什么用?

就在刚刚不久前,我们的中科院等离子体所传来好消息。“人造太阳(EAST)”官宣了,正式实现首次一亿度运行。这对于全人类来说都是个好消息,毕竟早从石油危机开始,各国都在担心随着时代的发展,能源会越用越少。特别是在全球变暖环境恶化的威胁下,如何拥有充足的清洁能源就显的尤为重要。而这次官宣的人造太阳,加热功率成功实现了超过10兆瓦,等离子体储能也增加到了300千焦,就为我们实现这一梦想迈上了一大步。

确切来说这个项目是被称作是“东方超环(EAST)”,作为我国第四代核聚变实验装置,和全人类新能源的期望备受关注。因为此次研究的目的就是,如何让海水在一定高温条件下,能够像太阳核聚变一样产生反应。以便为全人类提供充足不断的清洁能源,也是因为这样的反应特性,这项东方超环也被大家亲切的叫做“人造太阳”。当科学家们研究了为人类提供了几十亿年光热的太阳后,纷纷认为核聚变是解决未来能源危机的重要途径。毕竟相比于我们知道的核裂变来讲,它不仅拥有稳定的安全性、优越的无污染性。还不会像核裂变一样产生高放射性核废料,可以说是人类最理想中的清洁能源。与我们现在常见的不可再生能源、常规清洁能源都不大相同,只是这种能源获取方式所需要的科技难度也是世界性的。

这次的研究成果让人造太阳的,等离子体中心电子温度首次达到1亿度。种种试验数据都在表明,我们在海水聚变上的研究,已经接近了聚变堆稳定运行的理想模式,未来达到可控核聚变不再遥无可期。在未来解决了关键技术后,人类距离实现开发利用核聚变清洁能源这一梦想又近来一步。按科学家的估计,当核聚变电站实现并网发电后。由于相对低廉的能源成本,普通老百姓也能消费的起。不过虽然现在取得了显著成绩,但是距离真正的技术成熟,像核电站一样进行商业运作,还有很长一段路要走。

人造太阳有什么用?

人造太阳是不科学的,会对生态系统带来巨大的紊乱,如同有人想炸掉月球一样,都是人类作死的行为,应当坚决阻止。

一但人造太阳成功,地球也就没有了黑夜,这将会对夜行动物带来灭顶之灾,特别是对惧光性的动物影响更大,促使生态系统失去平衡。对人类的自身也会产生影响,生活也会发生紊乱。

月球对自然生态有着非常重要的作用,如果没有月球,地球也不会产生生命。一但炸毁月球,很可能地球在太阳系中失去平衡,或许因此而离开太阳系,那么地球就会成为一个毫无生机的死球。

人造太阳有什么用?

人造太阳其实指的就是核聚变。如果是由氢元素这种轻元素的原子核,相互结合成为原子质量更大的较重的原子核,同时释放出中子,产生巨大的能量。比如下面这样的反应:D+T→He+n。其中D和T分别是氢元素的同位素“氘”和“氚”,He为氦元素,n依旧是中子,则称为核聚变。

氢弹就是主要利用氢的同位素(氘、氚)的核聚变反应所释放的能量来进行杀伤破坏,属于威力强大的大规模杀伤性武器。上面的这个反应就是由氢的同位素氘(读"刀",又叫重氢)和氚(读"川",又叫超重氢)聚合成较重的原子核如氦而释出能量。

那为什么核聚变如此危险,还会被认为将带来新一次的能源革命呢?

因为如果核聚变一旦实现可控,那么就可以稳定地输出能源。而且整个过程不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境。

核聚变能利用的燃料是氘(D)和氚。氘在海水中大量存在。海水中大约每6500个氢原子中就有一个氘原子,海水中氘的总量约45万亿吨。每升海水中所含的氘完全聚变所释放的聚变能相当于300升汽油燃料的能量。按世界消耗的能量计算,海水中氘的聚变能可用几百亿年。

在可以预见的地球上人类生存的时间内,水的氘,足以满足人类未来几十亿年对能源的需要。从这个意义上说,地球上的聚变燃料,对于满足未来的需要说来,是无限丰富的,聚变能源的开发,将“一劳永逸”地解决人类的能源需要,而且也将有助于改变环境污染问题。

所以,科学家们一直想要实现可控核聚变。产生可控核聚变需要的条件非常苛刻。我们的太阳就是靠核聚变反应来给太阳系带来光和热,其中心温度达到1500万摄氏度,另外还有巨大的压力能使核聚变正常反应,而地球上没办法获得巨大的压力,只能通过提高温度来弥补,不过这样一来温度要到上亿度才行。核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受,由此产生了约束核聚变的理论,主要有两种方法。

第一种是惯性约束核聚变是指提出发展可控核聚变,用激光或离子束作驱动源,脉冲式地提供高强度能量,均匀地作用于装填氖氖(DT)燃料的微型球状靶丸外壳表面,形成高温高压等离子体,利用反冲压力,使靶的外壳极快地向心运动,压缩氖氖主燃料层到每立方厘米的几百克质量的极高密度,并使局部氖氖区域形成高温高密度热斑,达到点火条件,驱动脉冲宽度为纳秒级,在高温高密度热核燃料来不及飞散之前,进行充分热核燃烧,放出大量聚变能,从而实现可控核聚变。

而另外一种是磁约束聚变,它是指用特殊形态的磁场把氘、氚等轻原子核和自由电子组成的、处于热核反应状态的超高温等离子体约束在有限的体积内,使它受控制地发生大量的原子核聚变反应,释放出能量 。这是由苏联科学家塔姆和萨哈罗夫率先提出的。而我国也早在1962年东北技术物理研究所成立后,建成了一台Z箍缩装置、一台角向箍缩装置和一台离子源,并开展了稳态磁镜的设计。

目前,中国和美国对于可控核聚变的研究在世界前列,中国如今已经在安装新一代“人造太阳”实验装置——中国环流器二号M装置已见雏形——电子温度将达到2亿摄氏度,等离子体电流将提高到3兆安培,结构更加先进,核心材料独一无二,装置更加接近未来聚变堆所需要的物况、条件……

但是尽管中美在可控核聚变研究上都取得了突破,但是科学家预计2070年才会实现可控核聚变商用。

人造太阳有什么用?

地球上的氘含量估计有40万亿吨,这个储量是相当可观的,一旦“人造太阳”实现,人类可能千年内都没有能源问题困扰,这个诱惑够大了吧?

可控核聚变技术目前只有少数国家在研究,主要是中俄日法等国,研究的目的主要是使输出功率与输入功率的比值大于1(Q),即能产生可输出的能量,然后可稳定持续的时间达到一定程度。我国EAST装置的目的就是争取在十数年内,实现Q值大于1,稳定持续运行超过1000秒,但目前刚实现1亿度等离子体,和持续运行100多秒,即使达到了1000秒,也只是看到了商业应用的曙光。真正商业运行可能还需要几十年。

宇宙中不缺聚变材料,地球海水中储量对然不大,但是总量却相当可观,而月球上也有大量的氦-3资源,未来也可能被应用于核聚变,所以一旦这项技术实现,首先是数千年内能源可能不再是影响人类发展的因素。其次,核聚变生成的物质放射性低,对环境的污染预计会比较小,也可以解决人类近百年发展造成的环境问题,解决人类各领域发展的环境指出。

原材料储量丰富,产能可观,污染小,这就足以成为吸引全球顶尖机构研究了。国际上也成立了专门的组织,用于可控核聚变技术的研究,因为一旦这项技术实现,将使全世界人类享受到便利。

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