科學家計劃2018年制造出“人造太陽” _科學

科學家計劃2018年制造出“人造太陽”
目前在法國南部卡達拉舍“國際熱核聚變實驗反應堆”建設工程正在如火如荼地進行著。幾十位來自世界各國的最頂尖核能科學家匯聚法國，組成實力強勁的國際科研團隊，緊鑼密鼓地開展工作，計劃到2018年制造出一個“人造太陽” 。
這一熱核聚變實驗反應堆將會利用氫的兩種重同位素氘和氚來產生大量能源，理論上將為人類提供豐富的清潔能源，不僅會實現碳的零排放，而且產生的輻射性廢物比當前的核裂變反應堆要少許多。
一、核聚變能源前景無限
核聚變同核裂變不同，核裂變是一個重原子核分裂成幾個輕原子核的過程，核聚變是幾個輕原子核聚合為質量更重的原子核的過程。目前世界上的核電站都是通過核裂變方式制造電能的，但是核聚變比核裂變能產生更多能量，而且更高效、清潔。最常見的核聚變是由氫的同位素氘和氚聚合成較重的原子核如氦而釋出能量。
核聚變有著誘人的前景。地球上蘊藏著豐富的核聚變原料。據測算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上僅在海水中就有45萬億噸氘。1升海水中所含的氘，經過核聚變可提供相當于300升汽油燃燒后釋放出的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為蘊藏的可進行核裂變元素所能釋出的全部核裂變能的1000萬倍，可以說是取之不竭的能源。如果把自然界中的氘用于聚變反應，釋放的能量足夠人類使用100億年。至于氚，雖然自然界中不存在，但靠中子同鋰作用可以產生，而海水中也含有大量鋰。
其實早在約100年前，世界著名物理學家愛因斯坦就預見到在原子核中蘊藏著巨大的能量。1939年，美國物理學家貝特證實，一個氘原子核和一個氚原子核碰撞，結合成一個氦原子核，并釋放出一個中子和17.6兆電子伏特的能量。這個發現，揭示了太陽“燃燒”的奧秘。
于是，制造一個裝置，通過受控熱核聚變反應獲得無窮盡的新能源，成為全世界許多科學家的夢想。“這就相當于人類為自己制造一個或數個小太陽，源源不斷從核聚變中得到能量。”
國際熱核實驗反應堆(ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor)計劃也被稱為“人造太陽”計劃，由歐盟、中國、美國、日本、韓國、俄羅斯和印度等7方共同參與，與國際空間站、歐洲大型強子對撞機、人類基因組計劃一樣，是一個龐大的國際科技合作項目，需要多國科學家合作才能完成。其目的是借助氫同位素在高溫下發生核聚變來獲取豐富的能源。其原理類似太陽發光發熱，即在上億攝氏度的超高溫條件下，利用氘、氚的聚變反應釋放出核能。核聚變燃料氘和氚可以從海水中提取，核聚變反應不產生溫室氣體及核廢料。由于原料取之不?。換崳：肪? ，這一計劃的實施結果將決定人類能否迅速地、大規模地使用核聚變能，從而可能影響人類從根本上解決能源問題的進程，因此，意義和影響十分重大。
專家認為，在核聚變反應堆里，氘、氚等原子聚合后，變成更重的原子。這和通過分裂而釋放能量的核裂變截然不同，人們需要進行許多實驗來了解有關反應的特性。此外，要在地球上使用受控的核聚變反應堆，就必須把氣體加熱到超過1億攝氏度。這在工程和材料上的挑戰將非常艱巨，據了解，要建造這一“人造太陽”，需要成千上萬噸的混凝土和鋼鐵，而且還需要多種罕見的物質，比如鈹、鈮、鈦和鎢，以及低溫液氮和液態氦。當然，最為關鍵的是，還需要大量核燃料。所有這些原料最終將會制造出國際熱核聚變實驗反應堆，從而在熱核聚變領域取得重大突破。
【科學家計劃2018年制造出“人造太陽”】

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科學家計劃2018年制造出“人造太陽”