在地球上造一个“太阳”

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  假如你是世界上最顶尖的科学家之一,每天都在探索未知神秘。一天晚上,你的城市突然失去了力量。然后,世界上所有国家都宣布化石能源即将枯竭,呼吁人们节约用电。所有人都处于恐慌之中。地球几乎失去了力量 - 你需要做些什么才能拯救人类,让地球在这场能源危机中度过难关?

化石燃料 - 来自古代太阳能

能源是人类社会最重要的资源之一。煮饭需要天然气,驾驶需要汽油,手机需要电力,发电需要煤。没有能量,人类就无法生存。所以,你知道吗?所有这些能源都是由太阳提供的。

太阳能电池板本质上是植物。植物吸收阳光进行光合作用,食草动物吃植物来填饱肚子,食肉动物以其他小动物为食。在动物和植物死亡后,它们的残骸与土壤混合,并埋藏在海底或地下深处,地质运动。复杂的化学变化已经发生并最终变成化石燃料,如石油和煤炭,这些都是人类开采和使用的。没有太阳,植物就无法生存,也就没有化石燃料。

将这些沉船转化为化石燃料的过程非常漫长,耗时数百万年,数亿年,而人类使用的速度非常快,在短短几百年内储存了数亿年的燃料。它消耗了很大一部分。石油和天然气资源将在几十年内耗尽。人类什么时候应该从那里获得能量?

太阳的能量来自核聚变

人类不可能等待数百万年再次将太阳能转化为化石燃料。你一直在思考,最后,一个发光的灯泡激发你的灵感 - 为什么不制造人造太阳并直接使用它?

为了制造这种人造太阳,你需要了解太阳的真面目:太阳是一颗巨大而炎热的气体恒星,它的能量来自核聚变。

想象一下玩玻璃珠的游戏。当一个玻璃珠碰到另一个玻璃珠时,它们会很快打开。但是有一种特殊的“玻璃珠”,它们不仅会在碰撞时分离,而且会合并在一起;然而,“玻璃珠”中的一些小碎片将“碰撞”并产生巨大的能量。这种“玻璃珠”是原子,这个过程是核聚变。在太阳的中心,有一种叫做氢的“玻璃珠”,它碰撞并融合成另一个“玻璃珠” - 氦气。在太阳内部,这种碰撞一直发生,所以太阳可以不断地将光线和热量释放到外面的世界。

人造太阳设计

如果你可以利用核聚变的原理来创造一个类似于真正太阳的装置,你就可以解决能源危机。然而,在高温和高速下实现核聚变并不容易。您和您的同事一直在深入研究它。最后,绘制了一幅设计图。

开始实验

人们看到了这种设计的希望。每个人团结一致,共同建造人造太阳。事实上,这是一个真实的项目,它的名字是“国际热核实验反应堆”。早在1985年,该项目就已提出并仍在建设中。预计将于2021年完工。它将高5层,直径30米。

据科学家称,它会在人造太阳的几百秒内释放出大量的能量。它的发电速度和效率远高于过去任何其他技术;核聚变所需的原料氢原子可以从海水中获取,取之不尽,用之不竭;与核裂变相比,核聚变产物几乎不具有放射性,不会对人体和环境造成损害。如果可以在各个国家的沿海地区建造人造太阳,那么这些“小太阳”产生的能量将成为人类巨大的能量来源!

将来.

尽管人造太阳具有广阔的前景,但仍存在许多亟待解决的问题,如实际工作温度不够高,核聚变时间不够长。虽然你还不是一个科学家,但是一个在校园里学习的青少年,你也可以通过艰苦的学习成为一名真正的科学家,努力解决人类的能量问题。

太阳VS人造太阳

太阳

年龄:约46亿年

距地球的距离:1.496亿公里

质量:相当于一个行星

尺寸:直径千米

成分:91%是氢,其余几乎都是氦气

温度:核心温度高达1.5×107°C

能量:3.8×1026瓦/秒

人造太阳

年龄:正在建设中

到地球的距离:0 km

质量:2×106 kg

相当于400头大象

尺寸:主体直径30米

成分:人造合金,磁铁等

温度:理论工作温度超过2×107°C

能量:5×108瓦/秒