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你相信人类能造出一个太阳吗? 不是模型,不是概念,是真的在模拟太阳内部的反应,温度比太阳核心还要高好几倍。就在今年一月,中国科学家在这颗人造太阳上干成了一件全世界都没干成的事。 这个装置叫EAST,全称是全超导托卡马克装置,坐落在安徽合肥。你可能要问,为什么要费这么大劲造一个太阳? 答案很简单:因为太阳太厉害了。 你每天晒到的阳光,本质上是太阳内部发生核聚变反应释放出来的能量。就是把两个很轻的原子核硬生生挤到一起,变成一个更重的原子核。在这个过程中,会损失一小部分质量,而这一小部分质量,会按照爱因斯坦那个著名的公式E=mc²,转化成巨大的能量。 一克氢核聚变释放的能量,相当于燃烧八吨石油。太阳每秒钟把六亿吨氢聚变成氦,释放出的能量够人类用几十万年。 氢弹用的就是核聚变原理。只不过那是不可控的爆炸,科学家想要的是让这个反应慢慢烧,稳定释放能量,然后用来发电。一旦成功,人类将拥有取之不尽的清洁能源。海水里就有取之不尽的燃料,没有核废料,没有碳排放。 听起来完美,但做起来让全世界的科学家头疼了七十多年。 问题出在哪?太阳有我们地球上永远复制不了的巨大引力。太阳的质量是地球的三十三万倍,核心压力大到不可思议。氢原子核在那种环境下被挤得无处可逃,只能乖乖发生聚变。 地球上没那个引力。科学家想了个办法:压力不够,温度来凑。 要让核聚变在地球上发生,需要把燃料加热到多少度?答案是一亿度。这比太阳核心的温度还要高好几倍。在这个温度下,任何物质都会变成等离子体,被拆散成原子核和电子的状态。 现在世界上没有任何材料能直接接触一亿度的东西。你用任何容器装它,容器都会瞬间气化。 科学家又想了个办法:用磁场。等离子体里全是带电粒子,带电粒子会被磁场拐弯。如果磁场足够强,等离子体就会悬浮在容器中间,不接触任何器壁。这不就解决了吗? 这就是托卡马克装置的核心思路。你可以把它想象成一个巨大的甜甜圈,里面缠绕着复杂的线圈,产生强大的磁场,把上亿度的等离子体悬浮在中间,让它发生聚变反应。 我国的EAST装置就是干这个的。它已经创造了多项世界纪录,但有一个叫“密度极限”的问题,卡住了所有聚变研究者的脖子。 你可能觉得,等离子体密度越高,原子核撞在一起的概率就越大,聚变反应就越容易发生。这不是好事吗? 理论上是这样。但科学家发现,当等离子体密度升高到某个临界值,整个系统就会
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