中国今天又干了件大事!堪称人类现代奇迹工程(组图)
这几天，咱们中国又参与了一件，关乎全人类的大事。机哥先问问大家，你们觉得太阳
对于地球重要吗？
那必须重要啊。
有了太阳，植物才能进行光合作用，才能持续给其他动物提供氧气。而且地球上有了自然光，不至于黑漆漆一片。还有太阳能，让我们有源源不断的电能……
所以说，太阳对于地球来说，就像是钢铁侠胸前的能量堆，源源不断提供能量。
（图片来源于网络）
But，有木有人想象过，现在就连太阳也能人造了呢？
机哥说的可不是科幻片，而是真真正正出现在地球上的人造太阳。
全世界 35 个国家集结起来，耗费了近半个世纪的时间，世界最大的人造太阳终于在昨天，迎来历史性的一步：启动组装。
瞅瞅，这是人造太阳以及集成工厂的设计图纸：
（来源：维基百科）
看着就带劲，很有科幻片内味儿了。
据说整个系统的面积有 1.8×10^6 ㎡。机哥瞅见有人说是足足 60 个足球场加起来那么大，但我算出来是 252 个足球场。
不知道是不是大家选取的足球场标准不一样，但都能说明，这人造太阳是个庞然大物。
不然也不会需要耗费辣么多人力、财力还有时间，才把它建出来。
而且令机哥觉得自豪的是，这堪称人类现代奇迹的工程，咱们中国也是其中一个成员国。
所以说，这集结了人类几代工程师心血的“人造太阳”，太值得让机哥跟大家好好介绍一下~
什么是人造太阳？
人造太阳的全称是：国际热核聚变实验反应堆（ITER），是目前世界上最大的核聚变装置，这装置又名 TOKAMAK（托卡马克）。
看名字就知道，它本质就是个核反应堆。但为毛能够叫做人造太阳呢？
那是因为，太阳产生能量是通过核聚变的方式。
（太阳表面，图片来源于NASA）
而 ITER 的人造太阳产生能量，原理正是模仿太阳核聚变的过程。
所以从这个角度看，太阳和人造太阳，本质是一样的。
（图片来源于网络）
可能有好奇宝宝会提问，咱们人类不是早就把核电站建出来了吗，这个人造太阳有什么不同？
那机哥就得稍微科普一下啦，它们本质上就不是同一个东西：
核裂变 → 现有的核电站
核聚变 → 太阳、人造太阳
现在的核电站，都是利用核裂变的原理来产生能量。但常见的核裂变反应原料，比如说铀235，地球上的储量非常稀少。
并且哦，核裂变还会产生放射性的污染物。万一操作不当，切尔诺贝利、福岛核电站的惨况，咱们仍历历在目。
（图片来源于《切尔诺贝利》）
而核聚变就很不一样了，例如氘和氚的核聚变反应，原料能够直接从海水中提取。
地球上最不缺的，应该就是海水？
（素材来源于网络）
还有哦，核聚变最关键还是安全，只要结束对核的约束，反应立即停止。用一个词来概括，那就是可控。
与此同时，核聚变的核废料污染还极小，甚至连碳排放都几乎没有……
这么一对比，人造太阳的优势就很明显啦。
但是，机哥要说但是了。
既然大家都知道，核聚变比核裂变要好，为什么不一开始就去研究核聚变呢？
咱们能想到的，科学家难道就想不到吗？！
人造太阳的条件很“变态”
核聚变什么都好，唯一的缺点是，反应所需要的环境条件很苛刻：
超高压、超高温
天上的太阳，需要 2000 亿个大气压的压力，还有 1500 万度的温度，才能把氢原子聚变成氦原子。
但在地球上，这条件，想都别想。
于是科学家另辟蹊径，地球搞不了超高压力，咱们先把温度搞上去。
机哥瞅见维基百科说，ITER 的人造太阳，最佳反应速率是在发生在大约在 100000000K 的温度下。
换算成咱们常见的摄氏度，那就是接近 1 亿摄氏度。兄弟们，你们好好琢磨这是个啥概念？！
这就是为啥，人造太阳的研究，举步维艰。
一般的国家、一般的组织，可搞不来这种“变态级别”的项目。
So，在这个背景下，ITER 成立了，希望造出一个东西满足上面说到的条件，于是人造太阳的想法出现。
（素材来源于网络）
人造太阳诞生不容易
上面机哥说到的，只是科学理论上的困难。真正实现起来，就是难上加难。
你们在 ITER 官网，能找到一个时间轴：
机哥把它往左拨，一直拨到最左边，就会发现起点是 1985 年 11 月。
咦，明明人造太阳这个项目是 2006 年才启动，为啥能追溯到 1985 年呢？
（图中的文字是：在1985年11月的日内瓦超级大国首脑会议上，美国总统罗纳德·里根和苏联秘书长米哈伊尔·戈尔巴乔夫首次会面，并商定了国际发展核聚变能源的努力：“作为人类的取之不尽的能源。”）
正如它们官网所说的，上世纪苏联还在的时候，就已经开始推动核聚变的研究啦。
甚至，人造太阳的托卡马克装置的“磁约束聚变”概念，在上世纪 50 年代就有苏联科学家提出了。
没想到，直到 2006 年，ITER 才正式启动。而筹备、设计、制造等等，又耗费了 14 年的时间。
（2006年签约现场，图片来源于ITER官网）
整个“人造太阳”，足足有 100 多万个部件，它们由各个成员国研发、制造，最后才组装起来。
（素材来源于ITER官网）
咱们中国负责提供的是，磁体馈线、极向场线圈等重要部件。
像极向场电源变流系统，就是我们国家自主研发的。
据说那个直流测试平台，比起以前，占地面积还减少了50%。不得不说我们国家的科研水平，还是很厉害的。
历经快十年，终于在 2015 年时完成设计，2018 年正式发往法国。
（我国极向场电源变流系统发运法国）
但是吼，绝大部分部件都是又重又大。
想想看，几百吨的东西，从一个国家运往另一个国家，而且容不得半点闪失，这背后的难度可想而知。
机哥估摸着，这 100 多万个部件，很可能是全球快递业最夸张的一次运单。
直到昨天，2020 年 7 月 28 日，人造太阳终于开始组装。预计组装工作，要到 2025 年 12 月才能结束。
所以机哥才说，“人造太阳”的诞生，横跨了半个世纪。
而且还是由 35 个国家共同完成的，不夸张的说，就是现代的一次壮举。
但是吼，人造太阳造起来似乎费时费力，为什么大家还坚持要搞呢？
为什么要建人造太阳？
来，机哥给你们看两个数据：ITER 项目的核电站将产生大约 500 兆瓦的热能。如果持续运行并接入电网，产生的能量将转化为大约 200 兆瓦的电能，足够 20 万户家庭使用。
商业核聚变电站可能采用稍大一点的等离子体室，一座电站可以提供的电力相当于 ITER 的 10 到 15 倍。一座 2000 兆瓦的核聚变电站可以为 200 万户家庭供电。
第一个是这次人造太阳的实验数据，第二个是如果实验成功，未来核聚变电站商业化后，一座电站就能满足 200 万户家庭供电。
根据之前的一次调查，机哥所在的广州，全市家庭大概有 450.04 万户。
也就是说，一个商业核聚变电站，就能给小半个广州的家庭供电。
而且像上面提到的，“人造太阳”核聚变对于环境来说，几乎不造成大的污染。可持续，并且安全系数高，这才是真正的造福子孙后代~
或许，这才是为什么全人类，哪怕花了无数的金钱、人力、时间，都想要把它干出来的原因。
机哥很庆幸，咱们生于这个时代，有机会成为见证者。更自豪的是，中国也是它们其中一员。
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