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托卡马克如何隔热 人类最高可以制造的多少温度

2020-07-27知识6

地球上有什么物质能靠近太阳而不融化,甚至隔离太阳的热量? 地球上天然存在的物质都无法抵御太阳表面5500摄氏度的高温的,而人工合成的铪合金熔点也只有4215℃,远远不能抵御太阳表面的超高温。而太阳由外到内的温度是慢慢升高的,核心温度更是高达1500万摄氏度,太阳就是靠如此高温和高压来启动核聚变反应成为恒星的,所以说可以把太阳看成一个每时每刻都在爆炸的氢弹仓库。太阳的温度虽然高,但并不是没有解决的办法,目前人类研究可控核聚变技术的托卡马克装置中的温度已经达到了5亿多摄氏度,利用的就是磁约束,理论上来说磁约束可以无视任何温度,所以人类将来如果能制造出一种高温屏蔽力场,那么就能无视太阳的超高温了。美国不久前发射的“帕克”号太阳探测器就将抵达距离太阳620万公里的地方对太阳进行探测,这个距离的帕克号会受上千度太阳热量的炙烤,所以帕克号身上装备了11.4里面的隔热材料,而且还带了纯净水进行降温,因为水的比热容远大于其他液体。但就是这样“豪华”的隔热和降温配置,帕克号仍然不能长期的观察太阳,它会定期的退缩到金星轨道附近进行降温,从而实现对太阳长久性的周期探测。人类要多久的时间才能做出钢铁侠里的那么小的核反应堆? 钢铁侠的核反应堆是一种小型的可控核反应装置,形状和特效类似于圆形汞蒸气荧光灯,只要一通电立马就可以激发汞蒸气释放电磁波发光。钢铁侠的核反应装置原理就是基于托卡马克装置,该装置利用强磁场把氢离子束缚在一定范围内加速,高速运动下的氢离子升温开启核聚变,从而得到巨大能量。但是该装置实现起来要解决以下2个难题:1.如何隔绝氢离子高速运动产生的热能。因为氢离子可以被加热到上千万到上亿度。2.如何收集核聚变产生的巨大能量并使之转变为电能。核聚变产生的能量一部分是热能一部分是电磁波,能量如何转变是个大问题。钢铁侠应该是很好地解决了以上两个问题,所以他的核反应装置个头很小,可以直接拿在手中,完全不怕热量和辐射,而且输出的直接是电能。对于现实中的我们来说,制作一个高能磁场容易,但是如何完全隔热,如何实现能量的高效率转化确是两个绕不开的巨大问题。现在的核电站之所以建的那么大,就是因为热量控制和能量转化效率不高,必须依靠冷凝水降温,同时把核反应的热能加热蒸汽,再利用蒸汽做工转化成电能,过程十分繁琐。所以说人类想要把核反应装置小型化,智能化任重而道远,没有个几百上千年是不可能的。不过我国近期成功制造了温度是一亿度。为什么很多人说可控核聚变是骗局?人类未来能源之路在哪里? 核聚变是什么?可控核聚变是什么?大家都知道,有一种可怕的武器叫做氢弹,爆炸之后可以产生巨大的能量,从而杀伤敌人,是不会轻易使用的超级武器。之所以氢弹可以有这么大的威力,是因为其中发生了一种叫做“核聚变”的核反应,在核聚变的反应过程中,氢元素的同位素氘和氚的原子核融合在一起,形成一个更大的原子核,并且放出巨大的能量。我们说“万物生长靠太阳”,而太阳之所以可以普照世界、放出巨大的能量,就是太阳的核心不断发生着核聚变反应。并且我们注意到,核聚变反应无论是燃料还是产物,都是很清洁的物质,不像核裂变反应那样,反应物是放射性物质,产物也是发射性物质,带来了极大的环境隐患。切尔诺贝利核电站造成的恶劣影响现在还历历在目。既然核聚变能够放出来这么大的能量,又很清洁,为什么我们不用核聚变来发电呢?确实,我们已经掌握了核聚变技术,但是氢弹中的核聚变反应实在是太快了—一瞬间就把能量全部都放出来了,所以根本就没有办法用来发电。就好像我们把煤气慢慢放出来燃烧可以提供能量,但是点燃煤气罐就瞬间完蛋一样,我们希望核聚变是慢慢地、一点一点地进行,这样我们可以把核聚变产生能量用来发电,而这就是所谓的“可控核聚变技术”。可。有没有可能可控核聚变永远无法做到? 有没有可能稳定经济的可控核聚变凭借人类的智慧,材料的限制永远做不到?

#原子核#核反应#核聚变#太阳

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