2017-03-25

一个太阳不够用?德国科学家研制“世界最大人造太阳”

编辑:蒋敏华
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这个“大太阳”位于科隆市30公里外,由德国航天中心研发,耗资380万美元。它形似一个超大型的蜂巢,由149盏大号聚光灯组成,模拟太阳光,功率达350千瓦。


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  “人造太阳“装置(网络图片)

  浙江在线杭州3月25日讯(浙江在线编辑 蒋敏华)美联社等媒体3月23日报道,德国航天中心的科学家正在测试一台被称作“世界最大人造太阳”的装置,以此研究生产清洁燃料的新途径。

  可产生3000摄氏度高温

  美联社等媒体报道称,这个“大太阳”位于科隆市30公里外,由德国航天中心研发,耗资380万美元。它形似一个超大型的蜂巢,由149盏大号聚光灯组成,模拟太阳光,功率达350千瓦。

  研究人员将人造太阳光聚焦在一块长宽均为20厘米的平面上,产生的辐射强度是太阳光照射同等面积的1万倍,温度高达3000摄氏度。“我们实际上是把太阳带到了地球上,”德国航天中心主任伯恩哈德·霍夫施密特说。

  霍夫施密特说,这个“大太阳”可以制造出水蒸气,而水可以被分解成氢气和氧气。“氢气可以被制成不含二氧化碳的清洁能源,为汽车、飞机等提供动力。”

  “此太阳”非“彼太阳”

  “‘人造太阳’指通过可控热核聚变的方式给人类带来几乎无限的清洁能源。”中国工程物理研究院研究员许建南说。

  太阳的光和热,来源于氢的两个同胞兄弟——同位素氘和氚,在聚变成一个氦原子的过程中释放出的能量。“人造太阳”就是“模仿”这一过程。

  有专家考证,如果不是最早,起码较早提出“人造太阳”解决人类能源问题的是一位苏联年轻少尉。这个高中学历的“大男孩”在1950年提出这个“空想”时,苏联科学家们没有笑话他,而是科学审慎分析了它在理论和实践中的可行性。

  全球科学家们研究实现可控热核聚变的路径主要有两种:磁约束聚变和惯性约束聚变。美、法等国20世纪80年代发起ITER计划,中国后来成为参与国之一。ITER计划即国际热核聚变实验堆计划,依据的是前一种实现路径。

  中国“人造太阳”获突破

  2016年1月,中科院合肥物质科学研究院等离子体所“人造太阳”实验装置(EAST)在1月底的实验中,成功实现了电子温度超过5000万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电。这是国际托卡马克实验装置在电子温度达到5000万度时,持续时间最长的等离子体放电。

  专家们介绍,这一重大成果展示了EAST作为超导装置在较高参数下开展稳态实验研究的特长和能力,标志着中国在稳态磁约束聚变研究方面继续走在国际前列。

  超高温长脉冲等离子体放电是未来聚变堆的基本运行模式。欧盟和日本科学家曾获得最长为60秒的高参数偏滤器等离子体。中国新一代“人造太阳”实验装置既定科学目标是实现1亿度1000秒的等离子体运行。

  [延伸阅读]

  “人造太阳”造福人类

  通过“人造太阳”,利用多种高能量驱动方式形成高温高压环境,使氘氚靶丸实现热核聚变点火和燃烧,从而释放出巨大的能量,这是很多科学家的目标之一。

  氘和氚是取之不尽的能源。海洋中大概蕴藏了40万亿吨氘,理论上如果全部用于聚变反应,释放的能量足够人类使用几百亿年。相比传统能源,氘的优势是安全、清洁、高效和资源充足。

  中外科学家在聚变装置科学实验和工程技术上取得了重要阶段性成果。有专家预计,聚变能商业化有可能在约30年后实现。

  (综合新华社、新华网消息)