美國中學生發明了可控核聚變裝置,這是人類能源的終極革命

2020-10-12 老吳開講

來自美國田納西州孟菲斯市的一名12歲少年,獨立設計了一個可正常運轉的核聚變反應堆。

這位12歲少年正是從另一個美國人泰勒·威爾遜(Taylor Wilson)的事例中汲取了靈感,發明了這種設備。威爾遜14歲時就建造了熱核反應堆。

傑克遜表示,他為自己的項目花費了兩年時間,在沒有外界幫助的情況下完成了一切,儘管在組裝反應堆時不得不面對艱巨的任務。

他指出:「我利用電能使2個氘原子一起加速,使它們融合成氦3原子,並釋放出可加熱水的中子,推動蒸汽機運作,然後產生電能。」由於實驗規模不大,過程也相當安全,他的鄰居們也終於可以安心,而他所設計的裝置具有讓溫度升高至1億度K(凱氏溫標,攝氏-273度即為凱氏0度)的能力,

核聚變反應堆發電是人類能源終極解決方案,也可以這麼講:誰先擁有了核聚變發電能力,誰將成為世界的霸主。

「氫彈」是人類實現可控核聚變在武器上的應用。太陽所釋放的能量是我們看到的自然界核聚變的現象。質能方程E=mc 體現了能量與質量之間的關係,其中E表示的是能量,m是質量,c則表現為光速,愛因斯坦提出的這個方程就是用來解釋核變反應中的高能粒子的能量的。

人類目前還沒有能力得到可持續的核聚變,為什麼氫彈不可持續呢?

第一個原因是,氫彈的高溫難以保持。太陽內部的高溫高熱是一直可以維持的,但是在地球上並沒有這種條件,氫彈在爆發的瞬間就失去動力了。

第二個原因是,燃料質量太少。和太陽的質量相比,氫彈裡面的燃料簡直少的可憐,因此在爆炸的過程中是不可持續的,一旦引爆之後,燃料就用完了,更別說持續進行爆炸了。相比起來,太陽的燃料簡直是燒不光。

美國的這位中學生傑克遜,在試圖改變上面的可持續核聚變的思路,也就是說:我們也許不需要象太陽一樣的可持續核聚變,而是重複發生一個個小型的核聚變反應。打個比方,太陽式的核聚變就像直流電,電壓一直作用在兩極;而交流電則完全不同,如果用二極體進行濾波,那麼我們會在兩極間得到脈衝式的電壓。雖然這樣的電壓不是連續的,但如果有足夠快的頻率,那麼是完全可以使用的,而且在某種情況下,這樣的脈衝比持續作用的電壓更有效(比如:給電池充電)。

設想一下,如果傑克遜的裝置可以持續發生微型的核聚變,那麼就可以保持釋放熱量的過程,進而推動發電機運轉,得到穩定的電能。這將是人類能源的終極革命。

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