人造太阳与太阳能的关系

马其诺防线2022-07-07  7

随着科技和经济的快速发展,人们对资源的需求越来越大。一些不可再生能源正在迅速减少。如何发展新能源一直是世界各国面临的难题,中国也不例外。在中国科学院合肥物质科学研究所,一个名为“人造太阳”(全超导托卡马克)的科学项目正在如火如荼地进行。

托卡马克是一个高11米,直径8米,重400吨的容器。在这个类似锅炉的容器中,科学家们试图将核聚变产生的能量转化为电能。核聚变是指两个高速原子核碰撞聚合成一个新的更重的原子核。在这个过程中,原子核本身的质量减少了。根据质量能量方程E=mc2,这部分质量会变成巨大的能量。

我们知道,太阳的光和热来自于持续的核聚变反应。据估计,核聚变释放的能量是石油的800万倍。也就是说,1公斤核聚变发电的燃料几乎相当于8000吨石油燃烧产生的能量。可以说核聚变产能的潜力是非常巨大的。

但是,这个过程的要求也很高。第一,内部温度要达到上亿度。如果是普通的集装箱,一眨眼就被消灭了。为此,科学家利用巨大的磁场将正在进行聚变反应的等离子体火球悬浮起来,不与容器接触,进而成为悬挂的“太阳”。

其次,聚变反应要持续很长时间,就要实现超导,也就是电阻为零。这就需要一种特殊的合金——钨合金。但只有美国拥有并垄断,不到一公斤就对外销售数百万人民币,并严格控制销量。经过十年的自主研发,中国终于打破了美国的垄断,降价90%,提交了十几项国家专利申请。

中国突破了两大难题。预计2050年人造太阳正式问世。小伙伴们,你们期待吗?

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