中国人造太阳创世界纪录,人造太阳怎么悬在天上?

2023-10-06 11:42:03 77阅读

中国人造太阳创世界纪录,人造太阳怎么悬在天上?

“人造太阳”并不是像太阳一样,悬挂在天空。

而是建造在地球上的受控热核聚变反应堆或核聚变电站,

中国人造太阳创世界纪录,人造太阳怎么悬在天上?

它能像太阳一样,通过核聚变反应放出能量,进而发电。

人造太阳产生氦了吗?

“核聚变由氘、氚离子聚合成氦,聚合中损失的质量转化为超强能量,这和太阳发光发热原理相同,所以可控核聚变研究装置又被称为‘人造太阳’。”

核西物院聚变科学所所长许敏介绍,“HL-2M是我国规模最大、参数最高的‘人造太阳’。”

科学家们已有共识,如果能在地球上实现核聚变,就能一劳永逸解决人类生存的能源问题。

原理看似简单,但要让聚变反应持续可控,难于上青天。

中国的太阳探测器最早什么时间发射?

2021年10月14日,就在大家空前关注神舟十三乘组和女航天员王亚平的时候,下午18时51分,我国首个太阳探测器在太原卫星发射中心乘坐长征二号丁火箭顺利升空,而它的名字叫“羲和”号。“羲和者,帝俊之妻,生十日”,羲和是太阳的母亲,同时也是太阳女神,而且还生了10个太阳,用这个名字来命名太阳探测器,你永远可以相信中国人的浪漫。

我们的火星车叫“祝融”,行星探测器叫“天问”、月球探测器叫“嫦娥”、月球车叫“玉兔”、空间站叫“天宫”,其中的舱段叫“天和”、“问天”、“梦天”、“巡天”,暗物质粒子探测卫星叫“悟空”、量子科学实验卫星叫“墨子”,神话与现实,古典与科技交相辉映,中国航天在走向星辰大海的同时,真的是太浪漫了。没办法,谁叫我们的文化底蕴太深厚了,别人还在树上的时候,我们的祖先就已经在写诗“问天”了。

而说到“羲和”号太阳探测器,它的专业名称叫太阳探测科学技术试验卫星,要在国际上首次实现太阳Hα波段光谱成像的空间探测,并填补太阳爆发源区高质量观测数据的空白,并首次在航天器上进行磁悬浮技术的工程应用。这颗太阳探测器重508公斤,设计寿命3年,运行于517公里高度、倾角98度的太阳同步轨道,能够24小时连续对太阳进行观测。

自上世纪60年代以来,全世界已发射了70多颗太阳观测卫星,其中围绕太阳公转的探测器有21颗,仅有1颗失败。其中最早的是美国在1965年发射的“先驱者”6号,而1990年10月发射的美欧合作的“尤利西斯”号、2009年1月俄罗斯发射的“科罗纳斯”号和2018年美国发射的“帕克”号,都是其中的佼佼者。特别是“帕克”号,它是第一艘飞入太阳外日冕的航天器,并将在2025年飞至与太阳中心距离仅有690万公里的地方,成为最接近太阳的人造物体。

而为了抵御接近太阳的极高温度,“帕克”号专门设置了一个六边形的由强化碳复合材料制造的“太阳盾”,直径是2.3米,厚11.4厘米,能承受大约1370摄氏度的高温,看起来和航天器重返大气层的温度差不多,但它的难点是要在漫长的时间内一直抵御这么高的温度,不只是几分钟。另外,“帕克”号还在飞行中多次利用金星的引力助推,来让它的轨道逐渐靠近太阳。

而我国的太阳探测计划,除了“羲和”之外,还有一个“夸父”。听名字就知道,它将追着太阳跑,而不是像“羲和”一样远远地“看”着太阳。“夸父”太阳探测器已被纳入中国科学院先导计划,计划于明年发射。和火星探测一样,我国的太阳探测计划也分“三步走”,按照在黄道面内多视角探测、大倾角太阳极区探测和太阳抵近观测,分三个阶段实施,这个太阳抵近观测,差不多就类似美国的“派克”号。

“羲和”号的发射,标志着我国正式步入“探日”时代。而从“嫦娥”探月到“天问”探火,再到“羲和”探日,我们探索太阳系的步伐不会停止,小行星探测、木星探测、金星探测,还有水星、土星、天王星、海王星、彗星、矮行星、泰坦星、柯伊伯带,乃至太阳系的边缘,我们会一路“天问”过去。

不过这个太阳到底有什么用?

解决未来的能源问题

能源问题迫在眉睫

其实“人造太阳”要解决的是老生常谈的问题了,从现代科学开始,人类的发展简直是飞速的,而随之而来的是人口的爆炸。

更多的人口就需要更多的生存空间以及能源。而我们现在主要依靠的是化石能源,储量有限,而且对于空气的污染十分严重。于是,科学家就一直在探索新能源,这种能源是希望既清洁、高效、成本低、易获取。其实,科学家发现了很多,比如:太阳能,风能,潮汐能等等。但这些或多或少都有一些问题,后来人类发明了核武器,发现核武器产生的能量非常大,可是核裂变的污染十分严重,但是核聚变却十分清洁,并且最主要的原来是氢元素,是比较好获取的。

但是,我们知道的是,氢弹一炸就没了,我们不能要发个电就炸一下,那是不太合理的,所以科学家把想法聚焦到了可控的核聚变上,而对于“人造太阳”的研究其实就是在研究可控核聚变。

太阳燃烧其实是可控核聚变

可能你会说真的存在“可控核聚变”么?实际上,是真的存在,就是太阳。太阳没有一下子全炸了而是一直处于向外辐射能量的状态就是依靠就是可控核聚变。整个过程大概是这样的,太阳由于自身引力很大,就会向内压缩,这时候太阳核心温度就会暴涨,当温度达到一定时,核聚变就会被点燃。

核聚变被点燃之后,就会向外产生压力(本质上就是氢弹爆炸向外的冲击波产生的力)。而这个向外的压力和引力其实会形成动态平衡。引力占上风,中心温度上升,核聚变反应就会剧烈一些,产生更大的向外压力和引力抗衡。同理,核聚变反应剧烈时,中心受到的引力下降,温度就会下降,核聚变反应就会减缓。

“人造太阳”的原理

“人造太阳”目前还有很多问题需要解决,它还处于非常初级的阶段,整个过程基本上可以理解成通过磁场来约束等离子体的运动,然后实现可控核聚变反应。如果未来能够实现并且商用,人类的能源问题就能够被解决掉了。

人造太阳什么时候挂上天?

人造太阳不能上天。

人造太阳是可控核聚变装置的俗称,是一种类似于太阳燃烧原理的发电装置,不是真正意义上的太阳。

2021年12月30日,我国的“人造太阳”再次取得突破,东方超环实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,打破了世界上托卡马克装置高温等离子体运行时间的最长记录,距离核聚变发电我们又进了一步!

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