中國人造太陽發射?國外熱傳中國發射“太陽”,結果卻是超級烏龍

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2022年1月10日,推特上一個名為AuxGod的賬戶發表一條推文稱中國的“人造太陽”將等離子氣體加熱到比太陽的溫度高5倍並堅持瞭17分鐘,創造性的世界紀錄,並且在推文中配瞭一個視頻!

真是人造太陽升空?

乍一看還真像那麼回事,因為從頭到尾隻看到一個初升太陽一樣的物體冉冉升起,周圍還有很多圍觀群眾發出的歡呼聲,如下動圖:

大傢都能看出這應該是一個火箭發射現場,但也很容易把不太瞭解的朋友忽悠成是人造太陽發射也很正常,因為大傢看到的確實是一個“人造太陽”發射現場,畢竟眼見為實,升上去的隻有一個火球,不是嗎?

其實這還真的是火箭發射,從現場人們歡呼聲中就有“火箭發射瞭.....”的說話聲,在大量普通話背景聲中,那麼發射地一定在中國,而且這裡地勢平坦,那麼隻能是海南文昌的發射基地,根據近期火箭發射記錄以及發射時間初步估計,隻有2021年12月23日長征七號甲遙三發射符合“要求”。

時間是18點12分,天色已暗,但尚未全黑,因此比較符合視頻中的黃昏的色調,不過大傢應該有疑問瞭,既然是火箭發射,那麼為什麼會出現一個“人造太陽”的模樣呢?其實形成這樣的現象也比較簡單,需要有幾個條件:

1、天色要比較暗;

2、拍攝距離比較遠;

3、拍攝光圈要稍大;

隻需滿足這三個條件,那麼攝像機中間火焰就過曝瞭,根本就看不出火焰的形狀,而且也看不到火箭箭體的形狀,在CCD中隻會留下一個光團,看起來就像是一個冉冉升起的人造太陽,簡單的說,這就是純粹的光學效果導致的現象。

但是沒想到這個視頻居然會被國外朋友拿去忽悠小白,當然火箭發射對於我國來說已經成為傢常便飯,但全球大多數國傢想要發射自己的載荷到太空,能選擇的餘地還是不大的,如果沒有去瞭解,或者忙於生計沒有關心科學科技的進步,那麼大概率可能會遭遇這樣的“騙局”。

人造太陽:能被送上天嗎?

這可不是開玩笑,而是一個正兒八經的科學問題,因為前段時間中國確實實現瞭人造太陽的突破性進展:

2021年12月30日晚,中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)實現1056秒的長脈沖高參數等離子體運行,這是目前世界上托卡馬克裝置高溫等離子體運行的最長時間。

一般媒體都將EAST(全超導托卡馬克核聚變實驗裝置)稱之為人造太陽,因此這個內容可以概括為“中國人造太陽運行時間突破千秒”,將兩個新聞結合起來看,你還別說,大媽們一定是信瞭,但相信各位都是接受過現代科學教育的朋友,所以問問各位,這人造太陽能被送上天嗎?送上天後能像太陽一樣發光嗎?

答案可能是肯定的,但至少現階段是實現不瞭的,而且就算送上去也無法發光,這可能要讓各位失望瞭,不過有一種核聚變裝置倒是可以做到像太陽一樣發光!如果要理解這個概念,那麼要先來瞭解下核聚變的兩條路線:

磁約束核聚變路線

磁約束也有兩條路線,一種是托卡馬克類型,比如中國合肥的EAST和ITER(國際熱核實驗反應堆),另一種則是德國比較熱衷突破的仿星器,但從原理上來說兩者並無本質的區別,主要原理如下:

仿星器

核聚變指的是輕核聚變,一般現代核聚變裝置追求的都是氘氚聚變,因為氕氕聚變太難瞭,氘氘聚變也很難,隻有氘氚容易點,如下原理圖:

它會聚變成氦四以及一個多餘的中子,並且釋放出3.5eV的能量,盡管原理圖很容易,但實現很難,因此要將氘氚混合氣體加熱到極端極端高溫,比如上億度並且保持很久,讓氘氚原子核碰撞聚變,磁約束核聚變裝置就是實現這個的:

1、具有一個超強的磁場,將極端高溫的等離子體約束在“空中”2、需要有一套效率極高的加熱裝置,將懸浮在“空中”的等離子體持續加熱並保持高溫3、需要將聚變後的熱量引導出來,加熱水形成蒸汽推動蒸汽輪機;4、需要阻擋住氘氚原子核聚變後飛散的多餘中子,因為它不受磁場空氣會亂竄;

所以要實現核聚變很難,因為磁場不容易控制,加熱很難高效,特別是要長時間將等離子體控制不亂竄,這個難度實在是太高瞭,要不然從上世紀五六十年代開始就在突破核聚變技術,怎麼會到二十一世紀的第二十個年頭還沒啥眉目?

當然另一個阻擋大傢腳步的是這個裝置成本實在是太高瞭,要超導線圈才能提供強磁場,這個成本比黃金還高,所有技術突破都要強大的基建工業為基礎,投入資金是億為單位,但它的誘惑實在是太大瞭,一旦實現商業化,那麼未來人類能源就將突破桎梏,進入“自由能源”時代。

慣性約束核聚變路線

這條技術路線比較好理解,簡單的說就是制造一個氘氚燃料包裹的小球,然後用超強激光轟擊它,比如美國的國傢點火裝置NIF,有192束激光聚焦到中心燃料球上,高達180萬焦耳的強大能量註入將會瞬間“引爆”小球實現核聚變。

理想狀態下確實如此,但問題是一旦加熱,小球外殼蒸發形成“蒸汽”會影響後續繼續加熱效果,也就是說激光照不到裡面瞭,在外面被吸收掉瞭,所以這個點火模式就不能用這種方式瞭,需要復雜的燃料球結構,工作實在是太難瞭,因為這些激光器就夠讓人瘋狂瞭。

不過有一個好處是,這個區域從理論上來看是可以開放的,特別是在太空,真空狀態下,開放這個點火,如果實現持續聚變燃燒,那麼還真的能看到這個發光的核聚變裝置,當然這種模式也能將其改進為核聚變推進的火箭發動機。

隻是到現在為止,無論哪種路線,實現起來總是那麼一點,希望我國EAST給力一點,盡快實現突破性的進展,率先全球實現商業核聚變。

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  • 本文由 发表于 2022年1月12日
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