中國“人造太陽”取得重大突破，攻克第一壁材料，能抗上億度高溫

現代科學認為，人類誕生于200多萬年前，是由猿類生物進化而來的，從人類誕生以后就開始不斷的探索世界的奧秘，經過幾千年的科技發展，現在人類終于能夠走出地球探索宇宙，這說明人類科技發展的速度是非�？斓�，當人類走出地球看到宇宙之后，人類的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引，人類想要知道宇宙到底有多大？在宇宙中除了地球生命之外是不是還存在外星生命？帶著這些疑問，人類走上了探索宇宙的道路，根據科學家的研究我們能夠知道，太陽是一顆恒星，從太陽誕生以后就開始源源不斷的釋放熱量，到現在為止，太陽已經燃燒了50億年之久，太陽的壽命是100億年，這意味著太陽還能夠繼續燃燒50億年。

看到這里，相信很多朋友都會產生一個疑問，就是為什么太陽能夠燃燒這么長時間？這個問題人類在19世紀的時候就開始研究了，當時人們認為太陽只有兩種產生能量的方式，要么是通過收縮產生光和熱，即向中心收縮，同時釋放出能量，因此體積會逐漸縮小，要么像火柴一樣燃燒，在這兩種推測的基礎上，當時的科學家還對太陽的壽命進行了測算，不過最終的結果和太陽實際的年齡都有很大的差別，幾十年后，愛因斯坦提出了著名的質能方程：E=mc2，證實了任何有質量的物體都有相對應的能量，在1920年的時候，英國天文學家提出，太陽其實是將質量轉化為能量，當時和木頭燃燒的遠離不同，太陽內部就像是一座巨型核電站。

太陽中含有大量的氫原子，一般來說，一個中性氫原子由一個帶正電的質子和一個帶負電的電子組成，當氫原子和其它氫原子相遇時，它們各自所帶的外層電子便會相互排斥，防止質子接近，不過由于太陽內核的溫度很高，壓力非常大，原子攜帶巨大的動能，足以突破原子對電子的約束力，導致電子和質子脫離出來，這樣一來，本應該被束縛在原子核中的質子就能夠接觸到其它的質子，并通過熱核聚變緊密的結合，到現在為止，太陽已經燃燒了50億年的時間，太陽已經消耗了6*10^26噸質量，地球的質量只有5.965*10^21噸，相當于消耗了10個地球的質量，不過這對于太陽來說微不足道，畢竟太陽的質量很大，目前消耗掉的能量只有它質量的百分之0.03。

一般情況下，太陽內部的4個氫原子核聚變成一個氦原子，其質量會虧損0.0276個單位，相當于一克氫會虧損0.0069個單位，這些虧損的質量會轉化為能量釋放出去，然后被其它的天體吸收，不過從本質上來說，太陽不可能一直釋放能量，因為總有一天太陽內部的氫元素會被消耗完，到時候太陽內部的核心區域溫度和壓強就無法啟動氦原子核的核聚變，這時候輻射壓力會下降，太陽內部的平衡被打破，然后太陽會開始膨脹，變成一顆紅巨星，不過這種現象在短時間內是不會出現的，至少需要等到40億年之后，所以我們現在根本不需要擔心太陽會變成紅巨星。

對于人類來說，太陽釋放的能量已經足夠人類利用，所以現在科學家也在積極的研究可控核聚變，在2022年底，美國的加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，在核聚變反應取得了重大的突破。即核聚變反應堆中實現凈能量的增加，即產生新的能量大于所消耗的舊有能源量，這一重大發現讓很多人都非常興奮，很多科學家認為人類離實現可控核聚變已經不遠了，不過目前各國的可控核聚變技術仍然處于實驗階段，想要真正的實現可控核聚變還差的很遠，科學家經過研究得出，如果想要用核聚變來進行發電，至少需要到2050年以后才能夠實現，看到這里，可能很多朋友會產生一個疑問，就是為什么核聚變如此難突破？

根據科學家的研究我們能夠知道，核聚變反應需要超高的溫度，目前人類難以實現可控核聚變的主要原因是我們找不到耐高溫的材料，這種耐高溫的材料至少需要承受幾百萬攝氏度左右，而想要達到穩定的運用，溫度還需要繼續升高，需要達到1億攝氏度左右，目前我們所知道的物質沒有能夠承受這么高的溫度，而且可控核聚變還需要一種非常稀有的資源，這種資源就是氦-3，在我們地球內部也有一定儲量的氦-3，不過地球上氦-3的儲量是有限的，氦只有氦-3和氦-4這兩種同位素，在地球所有的氦中，氦-3的占比只有百分之0.000137，而且這種氣體每年都在逃離地球。

根據科學家的計算得出，地球上每秒大約有2000克氦-3會從地球內部逃離，如果長久的發展下去，那么地球內部的氦-3會全部消失，那么地球上的氦-3是如何產生的？科學家經過研究得出，地球上的氦-3主要來自于兩個地方，第一個是地球誕生初期就有，還有一個是來自宇宙中的射線，根據科學家的研究我們能夠知道，地球誕生于46億年前，在如此漫長的歲月中，地球上的氦-3儲量慢慢積累，才變成我們今天看到的這樣，不過這些氦-3和其它資源相比還差的很遠，目前地球內部的氦-3儲量大約是10^15克氦-3，這些氦-3都是非常古老的，可能在宇宙大爆炸之后就出現了。

雖然地球上的氦-3儲量很少，但是科學家在月球上發現了大量的氦-3，這種資源的儲量大約是100萬噸，這些資源足夠人類利用，不過人類想要到月球上開采這種資源還是一件比較困難的事情，畢竟月球上面的環境和地球環境有非常大的區別，在月球上沒有空氣，沒有水資源，沒有厚厚的大氣層，晝夜溫差很大，想要在月球上面開采資源幾乎是不可能的，而且開采資源需要將大型設備運輸到地球上，目前以人類的科技水平來說，根本不可能將地球上的大型設備運輸到月球上，所以人類想要從月球上面開采資源還需要繼續努力才行。不過即使是再艱難，人類也一定會克服困難，最終實現可控核聚變。

最近我國的“人造太陽”工程取得了重大進展，即我們已經攻克了核聚變裝置的第一壁材料制造技術，那么第一壁的材料研發面臨哪些困難呢？有一些人認為，第一壁所面對的就是高溫，不過這只是其中的一部分，首先核聚變所釋放的熱輻射，不單單是紅外線，還有宇宙中最常見的X射線等高能射線，這些射線對于物質結構有著知名的影響，很多物質的化學鍵會在這類高能射線的照射中發生解體，簡單來說，第一壁材料非常容易在這些高能射線中被摧毀，除此之外，還有強烈的太陽風，太陽每隔一段時間就是釋放強烈的太陽風，雖然我們沒有明顯的感覺，這是因為地球磁場的保護。

如果沒有地球磁場的保護，那么地球大氣層很快就會被太陽風吹散，沒有大氣層的保護，地球生命就會直接被太陽光的紫外線照射，長久發展下去，地球生物都會死亡，火星就是一個很好的例子，科學家認為，火星曾經也是一顆充滿生命的星球，但是由于火星失去了磁場，所以火星大氣層很快就被太陽風吹散了，沒有了大氣層的保護，火星生命很快就死亡了，所以火星才會變成現在這樣一顆荒蕪的星球，前段時間，丹麥哥本哈根大學星體和行星形成研究中心的一個研究團隊在1月13日《科學雜志》上面發表了一篇關于火星生命的研究論文，其中這個團隊認為，火星在45億年前曾經被300米深的海洋覆蓋，最深的時候能夠達到1000米，這就意味著火星在早期的時候是有水資源的。

水是生命之源，地球之所以能夠誕生生命，就是因為地球上有充足的水資源，根據達爾文的進化論我們能夠知道，地球上的生命都是由簡單的生物進化而來的，由最初的單細胞生物進化為多細胞生物，由多細胞生物進化為海洋生物，由海洋生物進化為兩棲生物，由兩棲生物進化為陸地生物，人類就是由陸地生物猿類進化而來的，如果這個科學團隊的研究成果是對的，那么火星生命出現的時間要比地球生命出現的時間更早，從這一點我們就能夠看出，太陽風是非常強烈的，太陽風能夠釋放持續性的粒子流，這些粒子極端活躍，一不小心就會擺脫磁力束縛。

直接轟擊第一壁，這些粒子流一旦撞擊到第一壁上面，第一壁就會受到不同程度的損傷，而且高能粒子風之所以強大，是因為它們擁有非�？斓乃俣�，這些高速運轉的粒子會在第一時間撞擊第一壁，如果偶然機會可能會把第一壁的原子直接打出去，形成離子從而污染核反應堆，這些污染的物質會導致核反應的停止，造成更加嚴重的后果。所以實現可控核聚變并沒有我們想象的那么容易，目前人類面臨的挑戰還有很多，而可控核聚變也只是目前人類認為比較強大的能源，在宇宙中目前人類發現的最強大的能量是反物質，反物質和正物質相遇之后會發生湮滅反應，從而釋放出巨大的能量。

反物質和普通物質相比，只是某些性質相反了，但是基本的物質構成還是不變的，比如說質量，電子與正電子的質量是完全一樣的，質子與反質子的質量也是完全一樣的，電子和質子與正電子和反質子組成的氫原子和反氫原子質量和物理特性也是完全一樣的，如果足夠多的反原子構成了一個宏觀物體，那么它和普通物質構成的同種物體是一樣的，現在人類已經能夠掌握核裂變技術進行發電，不過核裂變產生的能量僅僅達到了質能轉化率的百分之0.13，而核聚變能夠達到百分之0.7，是核裂變的5倍左右，不過相比于反物質和正物質湮滅，它們所轉化的效率還差的很遠。

反物質和正物質的轉化率能夠達到百分之100，我們可以想象一樣，太陽的核聚變的轉化率只有百分之0.7，而反物質的轉化率高達百分之百，如果人類能夠實現反物質和正物質的湮滅，對于人類科技來說，一定是一個質的飛躍，不過目前只能夠在實驗室中制造出非常少的反物質，這點反物質根本不夠進行湮滅，所以目前科學家也在積極的尋找宇宙中的反物質，不過科學家認為，宇宙中的反物質可能被隱藏了起來，因為在宇宙中科學家并沒有發現大量的反物質，按理來說，反物質和正物質都是在宇宙大爆炸之后形成的，它們的數量應該是一樣多才對，所以科學家認為，宇宙中的反物質一定隱藏在某一個角落當中。

小編認為，人類作為地球上最有智慧的生命，從人類誕生以后就開始不斷的探索宇宙的奧秘， 目前科學家已經對宇宙有了大概的認知和了解，不過在宇宙中還隱藏著很多我們不知道的秘密，只要人類能夠堅持不懈的努力下去，未來隨著人類科技的進步，人類一定能夠解開宇宙中所有的奧秘，同時人類也能夠在宇宙中找到反物質，實現可控核聚變只是時間問題，小編希望人類能夠早日實現可控核聚變，能夠讓人類的文明長久的發展下去，期待這一天的到來，對此，大家有什么想說的嗎？