温度 温度达1.6亿度!中国人造太阳再次打破纪录,何种材料才得以承受
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今天的话题是:温度达1.6亿度!中国“人造太阳”再次打破纪录,何种材料能够承受?
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以我们人类的视觉去分析地球的话,第一反应就是“地大物博”,给人感觉有用不完的能源,但这其实只是我们的一种错觉,截止至2020年,人类的数量已经突破了75个亿,目前我们使用的大多都是不可再生能源,这样想一下你还会觉得地球“地大物博”吗?
因此对于可再生、清洁能源的研发,成为了各个国家的首要任务,我们常见的可再生资源有风力、水利、火力发电等等,但这些都是最简单的可再生资源利用,不仅效率低,还会对环境造成不可逆的影响,随着科技不断的发展,核能被看作是未来能源的重心。
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中国再次打破记录
随着对于核能的深入研发,目前可控核聚变已经成为了人类未来的“终极能源”,目前各个国家都在从事相关实验,而我国在这方面的研发上,多次打破了世界纪录,就在5月28号再次创造了新的记录,让很多欧美国家望尘莫及。
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在很早之前我国就在中国科学院合肥物质科学研究院,安装了一个全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST),在近期EAST迎来了第16次的实验,实验非常的成功,据悉本次实验EAST完成了1.2亿度的101秒等离子运行,以及1.6亿度的20秒等离子运行,而这并非偶发性实验,可以人员已经进行了可重复的实验。
可控核聚变造就“人造太阳”
很多人刚看到1.2亿度以及1.6亿度的时候,可能还没有什么感觉,但经过科学家仔细地分析之后,可能你的想法就会完全地改观,我们就以距离地球1.5亿公里外的太阳为例,太阳是一个时刻处于燃烧的天体,为我们提供着光和热,而它之所以会有这么高的温度,就是因为它无时无刻都在进行着核聚变。
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据悉太阳的表面温度达到了5600度,而其内部温度更是达到了1500万度,看似夸张的一组数据,但是和我们的实验装置EAST相比,可谓是“大巫见小巫”,我们可以进行简单的换算,在这个全超导托卡马克的装置分别处于1.2亿度以及1.6亿度工作时,其温度是太阳表面温度的21500倍以及28500倍,是太阳内部温度的8被以及10.6倍。
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看到这样的一组数据,大家是否若有所思呢?人类生存的环境一旦超过37度,我们就难以承受了,对于我们人类来说1.6亿度,究竟是一个什么概念,我们无法参透,而这就是利用可控核聚变制造出来的“人造太阳”。
何种材料能够承受1.6亿度高温
我们日常生活中最常用到的材料为钢铁,其熔点为1538度,显然和1.6亿度拥有着天差地别,而作为最耐高温的非金属元素石墨,其熔点也仅仅只达到了3850度,而目前人类所研发的最耐高温的材料为铪钽合金,其熔点达到了4215度,即便如此喷到如此高的温度,也会瞬间被气化掉。
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那究竟是什么材料制造的容器,才能够承受如此的高温呢?其实得益于托克马克装置的特殊性,其内部所能达到的高度和外部的耐火材料的联系并不大,因为EAST装置为利用磁约束作用从而实现的可控核聚变容器。
通常外观被设计成环形,为了能够实现核反应,内部一般处于真空状态,外部缠绕的大量线圈,可以帮助整个装置在通电之后形成强大的磁场,可以很好地约束其中的带电粒子,在经过一系列的反应之后,在核聚变的作用下从而形成一亿度的高温。
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“人造太阳”距离现实还有多远
很多人可能都还会有一个疑问,既然内部温度和外部容器的材料没有很大的关联,就算达到1.6亿度的高温,容器也没有因此而毁坏,那是否意味着不管采用什么样的材料都可以呢?其实也并非如此,在核聚变过程中从中心位置辐射出来的温度也相对较高,自然是采用熔点越高的材料越好。
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