在地球上造一个“太阳” 全球即时看

2023-07-04 05:54:36 来源：大科技杂志社

假如你是世界上最顶尖的科学家之一，每天都在探索未知的奥秘。一天晚上，你所在的城市忽然断电，接着，世界各国均宣告化石能源即将枯竭，呼吁人们节约用电。全人类都陷入恐慌中。地球快要没电了——你要怎么做，才能拯救人类，让地球熬过这场能源危机?

化石燃料——来自远古的太阳能

能源是人类社会最重要的资源之一，煮饭需要天然气，开车需要汽油，手机需要电，而发电需要煤。没有能源，人类就没法活下去了。那么，你知道吗?所有这些能源都是太阳给的。

(资料图片)

自然界的太阳能板就是植物，植物吸收太阳光来进行光合作用，草食动物吃植物填饱肚子，肉食动物则以其他小型动物为食。动植物死后，它们的残骸与泥土混合，随着地质运动而被深埋在海底或地底，发生了复杂的化学变化，最终转变成了石油、煤等化石燃料，被人类开采出来使用。没有阳光的话，植物无法生存，就不会有化石燃料出现了。

而这些残骸转化成化石燃料的过程非常漫长，耗费的时间少则数百万年，多则上亿年，而人类使用的速度却超快，储存了上亿年的燃料在短短几百年内就消耗了一大部分，石油、天然气资源在几十年内就会消耗殆尽，到时候人类该从哪获得能源呢?

太阳的能量来自于核聚变

人类不可能等待几百万年，让太阳能再次变成化石燃料。你不停地思考，终于，一个发光的小灯泡启发了你——为什么不制造一个人造太阳，直接利用它释放的能量?

为了制造这颗人造太阳，你需要了解太阳的真实面貌：太阳是一颗巨大而炽热的气态恒星，它的能量来自于核聚变。

想象一下弹玻璃珠的游戏，当一颗玻璃珠撞上另一颗时，它们很快就会弹开。但是有一种特殊的“玻璃珠”，它们相撞时不但不会分开，反而会融合在一起;不过“玻璃珠”里的一些小碎片会被“撞飞”，产生巨大的能量。这种“玻璃珠”就是原子，这个过程就是核聚变。在太阳的中心，有一种叫做氢的“玻璃珠”，它们相撞并融合，变成另一种“玻璃珠”——氦。在太阳内部，这样的碰撞无时无刻不在发生，因此太阳可以不停地向外界释放自己的光和热。

人造太阳设计图

如果能利用核聚变原理，制造一个与真实太阳类似的装置，就能化解能源危机。但是，氢原子要达到很高的温度和速度才能发生核聚变，并不是这么容易实现的。你和同事们不断钻研，终于，一张设计图被绘制出来。

开始实验

人们在这个设计中看到了希望，大家团结起来，齐心协力进行人造太阳的建设。其实，这是一个真实存在的项目，它的名字叫“国际热核聚变实验反应堆”。早在1985年，这个项目就被提出，目前仍处于建设当中，预计2021年建成，它将有5层楼高，直径30米长。

据科学家们计算，在人造太阳开始运转的几百秒内，它就会放出巨大的能量。它的发电速度和效率比人类以往的任何一种技术都要高得多;而核聚变所需的原料——氢原子可以从海水中获得，取之不尽，用之不竭;与传统的核裂变相比，核聚变的产物也几乎没有放射性，不会对人体和环境造成损害。如果能在各个国家的沿海地区建造人造太阳，那么，这些“小太阳”产生的能量加在一起，就能成为人类一个巨大的能量之源!

在未来……

人造太阳虽然前途无量，但还有许多问题需要解决，如实际运行温度不够高、核聚变时间不够长等。尽管你现在还不是科学家，而是在校园里读书的少年，但通过刻苦的学习，你也有机会成为一名真正的科学家，为解决人类的能源问题付出努力。

太阳VS人造太阳

太阳

年龄：约46亿岁

与地球的距离：1.496亿千米

质量：相当于333000个地球

大小：直径1392000千米

组成：91%是氢，其余几乎都是氦

温度：核心温度高达1.5×107℃

能量：3.8×1026瓦特/秒

人造太阳