我国人造太阳一亿摄氏度燃烧100秒，研究人造太阳有什么用处

寻找清洁能源，是当今时代最为关键的探索方向。人类长期依赖化石燃料，已经对地球气候造成了不可逆的影响，未来人类需要使用更加清洁、可再生的能源。

在所有可再生能源中，太阳能是最为关键的能源，而太阳的能量来源于核聚变，因此科学家希望可以在地球上模仿太阳的核聚变反应，从而创造出“人造太阳”。

太阳的核聚变主要是氢氦核聚变，核聚变燃料是氢元素，产物是氦元素，是非常清洁的能源，而且可以产生巨大的能量。

核聚变要比核裂变（核电站）更加清洁，产出能量更高，如果人造太阳得以实现，人类就可以摆脱对化石燃料的依赖！

科学家为什么要制造“人造太阳”？

人造太阳就是可控核聚变设备，核聚变也可以成为人类未来能量的来源。

首先人造太阳可以产生巨大的能量，核聚变释放的能量要比核裂变更大，也就是说，人造太阳能够产生的能量，要远远大于目前的核电站。

而且人造太阳不会产生核废料，也不会对环境造成较大的污染，最为关键的是，人造太阳的燃料随处可见，目前人造太阳主要是用重氢，而在地球海洋中就可以获得大量重氢，10万亿吨重氢都可以轻松获得。

人造太阳的燃料可以通过海洋供应，海洋中大约6500个氢原子中有1个重氢，仅仅需要1升海水，就可以通过核聚变获得300升汽油的能量。

如果可以将1立方千米的海水全部作为核聚变燃料，那么可以产生10万亿桶原油能量，如果实现人造太阳，人类就可以彻底摆脱对化石燃料的依赖，而且是非常清洁的能量来源。

可控核聚变，才是真正的“人造太阳”：

核聚变是质量小的原子，在极高的温度和压力下，让核外电子摆脱原子核的束缚，原子核互相吸引融合，产生聚合作用，诞生出质量更大的原子核，完成聚合后的，中子和电子释放出来，产生巨大的能量。

氢弹是不可控核聚变，能够利用不可控的核聚变反应，产生巨大的破坏力，但是人类想要利用核聚变反应产生可利用的能量，就需要找到可控核聚变的方法。

太阳内部存在巨大的压力，并且可以达到非常高的温度，进而引发核聚变反应，在地球上，很难形成类似太阳中心的压力，因此只能超越太阳中心的温度，引发核聚变反应。

在地球可以实现的压力范围内，想要引发核聚变反应，需要到达上亿摄氏度，对温度的提升可以实现，但是地球上没有任何固体可以承受如此高的温度，因此人造太阳，无法使用普通的容器放置。

为了让人造太阳可以在密闭的空间内存在，科学家只能通过强大的磁场对人造太阳进行约束，类似磁悬浮技术，让人造太阳可以不接触任何设备释放能量。

目前世界各国的很多核聚变设备都已经完成了点火，但是都无法长期维持，只能短时间实现可控核聚变，中国的核聚变设备也已经实现重大突破。

总结：

寻找新能源，是保护地球的关键，核聚变很有可能成为未来的主要能源之一。

科学家如果掌握可控核聚变，仅仅需要少量核聚变设备，就可以让人类彻底摆脱对化石燃料的依赖，从而为人类恢复地球环境提供充足的时间。

随着全球变暖的影响越来越大，科学家也开始对人造太阳越来越重视，或许不久之后，人类就会迎来能源问题的重大突破！

有人提出，把太阳能说成可再生能源并不完全准确，因为烧一天就少一点，50亿年后也会完结。时空通讯对这种认识不以为然。

什么叫“完全”？这个世界上只有相对，没有绝对，因此也没有“完全‘的事物。

我大概知道这位朋友的疑问，就是太阳会永久燃烧下去，给人类带来能源吗？100年可以，1亿年可以吗？1亿年可以，100亿年可以吗？当然不可以，因为太阳只有100亿年的寿命，已经过了50亿年了，从现在开始只有50亿年了，当然不可能再生100亿年的能源给人类使用。

这个世界只有相对的“永远”，没有永存的事物。

宇宙也是有寿命的，我们现在知道了它出生的日期，大概在138亿年前的某一天某一刻，至于它死亡的时间，还是公说公有理婆说婆有理，没有一个统一的看法，但科学界有一个统一的看法，就是宇宙也会死。如此，怎么能够弄一个绝对的“完全准确”呢？

宇宙到底什么时候“死去”似乎与人类没有多大关系，人类肯定只是宇宙生命长河中一个过客。现在人类刚刚知道一点点天上地下的事情，有点科学的历史才几百年，充其量把阿基米德、亚里士多德、欧几里得等算上也才两千多年，还能够延续多久？谁知道呢，说不定明天太阳就打个喷嚏把地球烧掉或者吹跑了呢？

所以对人类来说，尤其是对人类可预见的未来来说，太阳有什么理由不是再生资源呢？每天早晨太阳从东方升起，每天晚上太阳从西方落下，这样生生不息的已经过了几十亿年，孕育出了生命和人类，目前没有迹象不会持续下去。

太阳能是一个巨大的再生能量。

太阳每秒钟都向宇宙辐射出3.78x10^26J的能量，地球分得22亿分之一这杯羹，就有1.72x10^17J，相当每平方米得到约1300瓦的照耀，总量达到480亿度电，是1500万座三峡大坝发电总量，或每秒3000多颗广岛原子弹爆炸的能量。

这种能量每天每时每刻都在发生，即便是阴天，这些能量也在云层的上空辐射着，只要太阳不打那个喷嚏把地球吹完了，这种照耀就会继续下去，至少1亿年不变。

如果1亿年不变，算不算完全准确的可再生资源呢？我想除了杠精，没有人会不这样认为。

随着科技的发展，人们所使用的能源不仅限来自于一些燃料之类的能源，我们更多的是采用绿色能源，比如说像太阳能，风能，潮汐能等等，这些都充分利用了大自然馈赠于我们的能量，我们应当重点采用绿色能源，而不是使用一些不可再生能源。煤、石油、天然气他们都是无法的再生的，用一点少一点。在平时的生活当中我们应该推荐使用绿色能源的机器或物品。在近日，我国江西省的人造太阳首次发电成功，它采用的是核聚变原理，是积聚太阳散发出的能量，用其能量来发电，这些电用来供人类使用。

一、充分利用大自然的绿色能源，节约不可再生能源的利用。

随着科技的发展，越来越多的关于太阳能之类的产品也被研发出来，渐渐地被人们所认。不可再生能源的使用逐年减少，这对于我们对我们整个地球的人类来说都是好的趋向，因为地球它也是有一定的寿命的，如果我们把它的能源耗尽，他总有一天会崩溃的，这样对于整个地球的人来说都是不利的，因为地球一旦崩溃，我们整个人类将面临灭绝。这些都是科学家预先想到的，所以他们开发新能源也是出自出于这方面的考虑。而这次中国制造出来的人造太阳也是充分利用科学方面的知识，利用核聚变的物理知识来制作发电机器，积蓄继续更多的能量，我们可以利用它所储蓄的能量来发动电力，从而能供我们日常使用，这在长远看来都是非常具有预见性的。

二、助推科技发展，共建完美家园。

其实从整个宇宙看来人类是非常渺小的群体，如果我们仅从地球这个层面来看人类似乎占了主导地位，但是我们可曾知道在整个地球当中7/10都是海洋，在海洋里人类是无法生存的，这说明可能还会有更强大的生物占领着整个地球，我们人类如果想要长远的生存下去，我们必须要在科技方面有所成就，运用这些科技来帮助我们更好地生存。近年来环境污染也成为了很大的问题，资源耗竭同样也是考验着人类，所以我们要助力科技的发展，才能够让我们的家园更美丽，更长久的存在下去。

保护环境，爱护环境，人人有责!只有我们每个人都做到爱护我们的家园，我们才能够幸福的生活。

错！严格的意义上来讲，太阳能是清洁能源、一次能源，不是可再生能源，因为太阳总有一天会灭亡的；但是，人类生存的时间相对于太阳的灭亡的时间太短暂了，简直可以忽略不计，因此也可以把太阳能当作可再生能源！

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。

二十世纪50年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是1954年美国贝尔实验室研制出6％的实用型单晶硅电池，二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项技术突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。

70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。1973年，美国制定了政府级的阳光发电计划，1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投入达8亿多美元。1992年，美国政府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。日本在70年代制定了“阳光计划”，1993年将“月光计划”（节能计划）、“环境计划”、“阳光计划”合并成“新阳光计划”。德国等欧共体国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。90年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。开发利用太阳能和可再生能源成为国际社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要内容。

太阳内部进行着剧烈的由氢聚变成氦的热核反应，以E＝MC2 （M为物质的质量，C为光速）的关系进行质能转换（1克物质可转化为9´ 1013焦耳能量），并不断向宇宙空间辐射出巨大的能量。太阳每秒钟向太空发射的能量约3.8´ 1020 MW，其中有22亿分之一投射到地球上。投射到地球上的太阳辐射被大气层反射、吸收之后，还有约70％投射到地面。尽管如此，投射到地面上的太阳能一年中仍高达1.05´ 1018kWh，相当于1.3´ 106亿吨标煤，其中我国陆地面积每年接收的太阳辐射能相当于2.4´ 104亿吨标煤。按照目前太阳质量消耗速率计，太阳内部的热核反应足以维持6´ 1010年，相对于人类发展历史的有限年代而言，可以说是“取之不尽、用之不竭”的能源。

地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。资源丰度一般以全年总辐射量（单位为千卡/厘米2·年或千瓦/厘米2·年）和全年日照总时数表示。就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富地区。

三、地热能

一、地热资源概念

地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组分。

地热资源按其在地下的赋存状态，可以分为水热型、干热岩型和地压型地热资源；其中水热型地热资源又可进一步划分为蒸汽型和热水型地热资源。

各种类型地热资源，均要通过一定程序的地热地质勘查研究工作，才能查明地热资源数量、质量和开采技术条件以及开发后的地质环境变化情况。从技术经济角度，目前地热资源勘查的深度可达到地表以下5000m，其中2000m以浅为经济型地热资源，2000m至5000m为亚经济型地热资源。资源总量为；可供高温发电的约5800MW以上，可供中低温直接利用的约2000亿吨标煤当量以上。总量上我国是以中低温地热资源为主。

二、成生与分布

地热资源的成生与地球岩石圈板块发生、发展、演化及其相伴的地壳热状态、热历史有着密切的内在联系，特别是与更新世以来构造应力场、热动力场有着直接的联系。从全球地质构造观点来看，大于150℃的高温地热资源带主要出现在地壳表层各大板块的边缘，如板块的碰撞带，板块开裂部位和现代裂谷带。小于150℃的中、低温地热资源则分布于板块内部的活动断裂带、断陷谷和坳陷盆地地区。

地热资源赋存在一定的地质构造部位，有明显的矿产资源属性，因而对地热资源要实行开发和保护并重的科学原则。

通过地质调查，证明我国地热资源丰富，分布广泛，其中盆地型地热资源潜力在2000亿吨标准煤当量以上。全国已发现地热点3200多处，打成的地热井2000多眼，其中具有高温地热发电潜力有255处，预计可获发电装机5800MW，现已利用的只有近30MW。

目前全国29个省区市进行过区域性地热资源评价，为地热开发利用打下了良好基础。几十年来地矿部门列入国家计划，进行重点勘探，进行地热储量评价的大、中型地热田有50多处，主要分布在京津冀、环渤海地区、东南沿海和藏滇地区。全国已发现：

1）高温地热系统，可用于地热发电的有255处，总发电潜力为5800MW·30A，近期至2010年可以开发利用的10余处，发电潜力300MW。

2）中低温地热系统，可用于非电直接利用的2900多处，其中盆地型潜在地热资源埋藏量，相当于2000亿吨标准煤当量。主要分布在松辽盆地、华北盆地、江汉盆地、渭河盆地等以及众多山间盆地如太原盆地、临汾盆地、运城盆地等等，还有东南沿海福建、广东、赣南、湘南、海南岛等。目前开发利用量不到资源保有量的千分之一，总体资源保证程度相当好。

四、海洋能

海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。究其成因，潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化，其他均源于太阳辐射。海洋能源按储存形式又可分为机械能、热能和化学能。其中，潮汐能、海流能和波浪能为机械能，海水温差能为热能，海水盐差能为化学能。

近20多年来，受化石燃料能源危机和环境变化压力的驱动，作为主要可再生能源之一的海洋能事业取得了很大发展，在相关高技术后援的支持下，海洋能应用技术日趋成熟，为人类在下个世纪充分利用海洋能展示了美好的前景。

我国有大陆海岸线长达18000多公里，有大小岛屿6960多个，海岛总面积6700平方公里，有人居住的岛屿有430多个，总人口450多万人。沿海和海岛既是外向型经济的基地，又是海洋运输和开发海洋的前哨，并且在巩固国防，维护祖国权益上占有重要地位。改革开放以来，随着沿海经济的发展，海岛开发迫在眉睫，能源短缺严重地制约着经济的发展和人民生活水平的提高。外商和华侨因海岛能源缺乏，不愿投资；驻岛部队用电困难，不利于国防建设；特别是西沙、南沙等远离大陆的岛屿，依靠大陆供应能源，因供应线过长，诸多不便，非常艰苦。为了保证沿海与海岛经济持久快速地发展及人民生活水平的不断提高，寻求解决能源供应紧张的途径已刻不容缓。

我国海洋能开发已有近40年的历史，迄今建成的潮汐电站8座，80年代以来浙江、福建等地对若干个大中型潮汐电站，进行了考察、勘测和规化设计、可行性研究等大量的前期准备工作。总之，我国的海洋发电技术已有较好的基础和丰富的经验，小型潮汐发电技术基本成熟，已具备开发中型潮汐电站的技术条件。但是现有潮汐电站整体规模和单位容量还很小，单位千瓦造价高于常规水电站，水工建筑物的施工还比较落后，水轮发电机组尚未定型标准化。这些均是我国潮汐能开发现存的问题。其中关键问题是中型潮汐电站水轮发电机组技术问题没有完全解决，电站造价急待降低。

我国波力发电技术研究始于70年代，80年代以来获得较快发展，航标灯浮用微型潮汐发电装置已趋商品化，现已生产数百台，在沿海海域航标和大型灯船上推广应用。与日本合作研制的后弯管型浮标发电装置，已向国外出口，该技术属国际领先水平。在珠江口大万山岛上研建的岸边固定式波力电站，第一台装机容量3kW的装置，1990年已试发电成功。“八五”科技攻关项目总装机容量20kW的岸式波力试验电站和8kW摆式波力试验电站，均已试建成功。总之，我国波力发电虽起步较晚，但发展很快。微型波力发电技术已经成熟，小型岸式波力发电技术已进入世界先进行列。但我国波浪能开发的规模远小于挪威和英国，小型波浪发电距实用化尚有一定的距离。

潮流发电研究国际上开始于70年代中期，主要有美国、日本和英国等进行潮流发电试验研究，至今尚未见有关发电实体装置的报导。我国潮流发电研究始于70年代末，首先在舟山海域进行了8kW潮流发电机组原理性试验。80年代一直进行立轴自调直叶水轮机潮流发电装置试验研究，目前正在采用此原理进行70kW潮流试验电站的研究工作。在舟山海域的站址已经选定。我国已经开始研建实体电站，在国际上居领先地位，但尚有一系列技术问题有待解决。

海洋被认为是地球上最后的资源宝库，也被称作为能量之海。21世纪海洋将在为人类提供生存空间、食品、矿物、能源及水资源等方面发挥重要作用，而海洋能源也将扮演重要角色。从技术及经济上的可行性，可持续发展的能源资源以及地球环境的生态平衡等方面分析，海洋能中的潮汐能作为成熟的技术将得到更大规模的利用；波浪能将逐步发展成为行业。近期主要是固定式，但大规模利用要发展漂浮式；可作为战略能源的海洋温差能将得到更进一步的发展，并将与海洋开发综合实施，建立海上独立生存空间和工业基地；潮流能也将在局部地区得到规模化应用。

潮汐能的大规模利用涉及大型的基础建设工程，在融资和环境评估方面都需要相当长的时间。大型潮汐电站的研建往往需要几代人的努力。因此，应重视对可行性分析的研究。目前，还应重视对机组技术的研究。在投资政策方面，可以考虑中央、地方及企业联合投资，也可参照风力发电的经验，在引进技术的同时，由国外贷款。

波浪能在经历了十多年的示范应用过程后，正稳步向商业化应用发展，且在降低成本和提高利用效率方面仍有很大技术潜力。依靠波浪技术、海工技术以及透平机组技术的发展，波浪能利用的成本可望在5—10年左右的时间内，在目前的基础上下降2—4倍，达到成本低于每千瓦装机容量1万元人民币的水平。

中国在波能技术方面与国外先进水平差距不大。考虑到世界上波能丰富地区的资源是中国的5-10倍，以及中国在制造成本上的优势，因此发展外向型的波能利用行业大有可为，并且已在小型航标灯用波浪发电装置方面有良好的开端。因此，当前应加强百千瓦级机组的商业化工作，经小批量推广后，再根据欧洲的波能资源，设计制造出口型的装置。由于资源上的差别，中国的百千瓦级装置，经过改造，在欧洲则可达到兆瓦级的水平，单位千瓦的造价可望下降2—3倍。

从21世纪的观点和需求看，温差能利用应放到相当重要的位置，与能源利用、海洋高技术和国防科技综合考虑。海洋温差能的利用可以提供可持续发展的能源、淡水、生存空间并可以和海洋采矿与海洋养殖业共同发展，解决人类生存和发展的资源问题。需要安排开展的研究课题为：基础方面，重点研究低温差热力循环过程，解决高效强化传热及低压热力机组以及相应的热动力循环和海洋环境中的载荷问题。建立千瓦级的实验室模拟循环装置并开展相应的数值分析研究，提供设计技术；在技术项目方面，应尽早安排百千瓦级以上的综合利用实验装置，并可以考虑与南海的海洋开发和国土防卫工程相结合，作为海上独立环境的能源、淡水以人工环境（空调）和海上养殖场的综合设备。

中国是世界上海流能量资源密度最高的国家之一，发展海流能有良好的资源优势。海流能也应先建设百千瓦级的示范装置，解决机组的水下安装、维护和海洋环境中的生存问题。海流能和风能一样，可以发展“机群”，以一定的单机容量发展标准化设备，从而达到工业化生产以降低成本的目的。

五、生物质能

生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生能源，通常包括以下几个方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。在世界能耗中，生物质能约占14％，在不发达地区占60％以上。全世界约25亿人的生活能源的90％以上是生物质能。生物质能的优点是燃烧容易，污染少，灰分较低；缺点是热值及热效率低，体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10％一30％。目前世界各国正逐步采用如下方法利用生物质能：

1．热化学转换法，获得木炭、焦油和可燃气体等品位高的能源产品，该方法又按其热加工的方法不同，分为高温干馏、热解、生物质液化等方法；

2．生物化学转换法，主要指生物质在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品；

3．利用油料植物所产生的生物油；

4．把生物质压制成成型状燃料(如块型、棒型燃料)，以便集中利用和提高热效率。

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。

目前，生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。目前，国外的生物质能技术和装置多已达到商业化应用程度，实现了规模化产业经营，以美国、瑞典和奥地利三国为例，生物质转化为高品位能源利用已具有相当可观的规模，分别占该国一次能源消耗量的4％、16％和 l0％。在美国，生物质能发电的总装机容量已超过10000兆瓦，单机容量达10—25兆瓦；美国纽约的斯塔藤垃圾处理站投资2 OOO万美元，采用湿法处理垃圾，回收沼气，用于发电，同时生产肥料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家，实施了世界上规模最大的乙醇开发计划，目前乙醇燃料已占该国汽车燃料消费量的50％以上。美国开发出利用纤维素废料生产酒精的技术，建立了 l兆瓦的稻壳发电示范工程，年产酒精2500吨。

我国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力。因此改变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。

开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80％人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加，但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤，其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤，占56.7％。因此发展生物质能技术，为农村地区提供生活和生产用能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。

1991年至1998年，农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤，增加了18.3％，年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户，增加了2倍多，年增长达17.7％，增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高，农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求，生物质能优质化转换利用势在必行。

中国的改革开放带动了中国经济的高速发展，然后在我们的社会生活当中，我们都能够感受到我们的生活方式被科技深深地改变着中国的未来，也会更加的美好，我们的创新技术会得到更大的提高。中国人造太阳一亿摄氏度，燃烧100秒核聚变，也许对于人类来说，会是未来的清洁能源，而且这个清洁能源也会被我们开发利用。

一、中国人造太阳一亿摄氏度，燃烧100秒核聚变

每个人生活在中国，也许我们都能够感受到我们生活在一个幸福的时代，然而这个时代也是个快速发展的时代，每个人都会有自己的工作，在自己平凡的岗位上努力付出，努力拼搏，让这个世界更加美好。我们看到了中国人造太阳鱼1摄氏度燃烧与反应秒和聚变，对于这一项技术的研究取得了重大的突破，我们真的感到很骄傲。

二、也许核聚变是我们未来人类所使用的清洁能源

我们倡导绿色发展，在这么大的世界里面，也许我们每一个人都能够感受到，因为经济的快速发展，我们的环境遭到了很大的影响。如果和这边能够成为我们未来的内所使用的清洁能源，对于这个世界的发展也会有很大的好处，同时也有利于我们改善我们的生活环境。同生活在一个地球上，我们都应该要保护好我们的内家人，同时也要倡导绿色发展，让绿色遍布我们的家园，同时我们也会拥有一个更好的生存环境。

科技的创新带动了我们生活方式的改变，如果在未来，我们能够使用核聚变成为我们的清洁能源，然而，这一项技术所取得的重大突破，也有利于我们人类的发展，同时也更好的有利于我们的生活环境的改善。

人造太阳是可控核聚变的俗称，因为太阳的原理就是核聚变反应。（核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射，不产生核废料，当然也不产生温室气体，基本不污染环境） 人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置，可以有效控制“氢弹爆炸”的过程，让能量持续稳定的输出。科学家们把这类装置比喻为“人造太阳”。 人造太阳 “人造太阳”是指科学家利用太阳核反应原理，为人类制造一种能提供能源的机器——人工可控核聚变装置，科学家称它为“全超导托克马克试验装置”。 （托卡马克是“磁线圈圆环室”的俄文缩写，又称环流器。这是一个由封闭磁场组成的“容器”，像一个中空的面包圈，可用来约束电离子的等离子体。）太阳的光和热，来源于氢的两个同胞兄弟——氘和氚（物理学叫氢的同位素）在聚变成一个氦原子的过程中释放出的能量。“人造太阳”就是模仿的这一过程。氢弹是人们最早制造出的“人造太阳”。但氢弹的聚变过程是不可控的，它瞬间释放出的巨大能量足以毁灭一切。而“全超导托克马克试验装置”却能控制这一过程。通过一种特殊的装置已经可以把氘氚的聚变燃料加热到四亿到五亿度的高温区，然后在这么高的温度下就发生了大量的聚变反应。目前在世界上最大的托克马克装置“欧洲联合环”上面已经获得了最大的聚变功率输出，到了16到17兆瓦。但是只能短暂地运行，也就是这个“磁笼”只能存在几秒、十几秒钟，聚变反应也是昙花一现！ [编辑本段]背景 100年前，爱因斯坦预见了在原子核中蕴藏着巨大的能量。依据他提出的质能方程E＝mc2，核聚变的原理 人造太阳看上去极其简单：两个轻核在一定条件下聚合成一个较重核，但反应后质量有一定亏损，将释放出巨大的能量。1939年，美国物理学家贝特证实，一个氘原子核和一个氚原子核碰撞，结合成一个氦原子核，并释放出一个中子和17.6兆电子伏特的能量。这个发现揭示了太阳“燃烧”的奥秘。 实际上，太阳上的聚变反应已经持续了50亿年。在宇宙中的其他恒星上，也几乎都在燃烧着氢的同位素———氘和氚。（氢原子最容易实现的聚变反应是其同位素氘与氚的聚变。氘和氚聚变后，2个原子核结合成1个氦原子核，并放出1个中子和17.6兆电子伏特能量。每1升海水中含30毫克氘，30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油。 ） 而氘在自然界中几乎“取之不尽”。科学家初步估计，地球上的海水中蕴藏了大约40万亿吨氘。从1升海水里提取的氘，在完全的聚变反应中所释放的能量，相当于燃烧300升汽油。如果把自然界中的氘用于聚变反应，释放的能量足够人类使用100亿年。 在实验室中，聚变反应的优点被不断发现——它产生的能量是核裂变的7倍，反应产物是无放射性污染的氦。更完美的是，未来的聚变电站会始终处于次临界安全运行状态，一旦出现意外，反应会自动停止，不会发生像三哩岛和切尔诺贝利那样的核泄漏事故。 1952年美国试爆了第一颗氢弹，促使科学家考虑如何控制核聚变反应在瞬间爆发的毁灭性能量，“人造太阳”之梦由此而始。 此后，石油、煤炭等化石能源日益枯竭，能源危机和温室效应步步逼近，获取新型能源已经变得十分迫切。虽然风能、水能、太阳能等可再生能源不断地被开发利用，但很难想象，它们能够完全替代传统能源。 [编辑本段]原理 在太阳的中心，温度高达1500万摄氏度，气压达到3000多亿个大气压，在这样的高温高压条件下，氢原子核聚变成氦原子核，并放出大量能量。几十亿年来，太阳犹如一个巨大的核聚变反应装置，无休止地向外辐射着能量。 人造太阳 核聚变能是两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时释放的能量，产生聚变的主要燃料之一是氢的同位素氘。氘广泛的分布在水中，每一升水中约含有30毫克氘，通过聚变反应产生的能量相当于300升汽油的热能。采集氘并使之与相关物质聚变产生能量，就是人造太阳的原理。 20世纪50年代初，苏联科学家塔姆和萨哈罗夫提出磁约束的概念。苏联库尔恰托夫原子能研究所的阿奇莫维奇按照这样的思路，不断进行研究和改进，于1954年建成了第一个磁约束装置。他将这一形如面包圈的环形容器命名为托卡马克（tokamak）。托卡马克是“磁线圈圆环室”的俄文缩写，又称环流器。这是一个由封闭磁场组成的“容器”，像一个中空的面包圈，可用来约束电离了的等离子体。 托卡马克中等离子体的束缚是靠纵场（环向场）线圈，产生环向磁场，约束等离子体，极向场控制等离子体的位置和形状，中心螺管也产生垂直场，形成环向高电压，激发等离子体，同时加热等离子体，也起到控制等离子体的作用。 几十年来，人们一直在研究和改进磁场的形态和性质，以达到长时间的等离子体的稳定约束；还要解决等离子体的加热方法和手段，以达到聚变所要求的温度；在此基础上，还要解决维持运转所耗费的能量大于输出能量的问题。每一次等离子体放电时间的延长，人们都为之兴奋；每一次温度的提高，人们都为之欢呼；每一次输出能量的提高，都意味着我们离聚变能的应用更近了一步。尽管取得了很大进步，但障碍还是没有克服。到目前为止，托卡马克装置都是脉冲式的，等离子体约束时间很短，大多以毫秒计算，个别可达到分钟级，还没有一台托卡马克装置实现长时间的稳态运行，而且在能量输出上也没有做到不赔本运转。 人造太阳 为了维持强大的约束磁场，电流的强度非常大，时间长了，线圈就要发热。从这个角度来说，常规托卡马克装置不可能长时间运转。为了解决这个问题，人们把最新的超导技术引入到托卡马克装置中，也许这是解决托卡马克稳态运转的有效手段之一。目前，法国、日本、俄罗斯和中国共有4个超导的托卡马克装置在运行，它们都只有纵向场线圈采用超导技术，属于部分超导。其中法国的超导托卡马克Tore-Supra体积较大，它是世界上第一个真正实现高参数准稳态运行的装置，在放电时间长达120秒的条件下，等离子体温度为2000万度，中心粒子密度每立方米1.5×1019个。中国和韩国正在建造全超导的托卡马克装置，目标是实现托卡马克更长时间的稳态运行。 50年来，全世界共建造了上百个托卡马克装置，在改善磁场约束和等离子体加热上下足了功夫。在上世纪70年代，人们对约束磁场研究有了重大进展，通过改变约束磁场的分布和位形，解决了等离子体粒子的侧向漂移问题。世界范围内掀起了托卡马克的研究热潮。美国、欧洲、日本、苏联建造了四个大型托卡马克，即美国1982年在普林斯顿大学建成的托卡马克聚变实验反应堆（TFTR），欧洲1983年6月在英国建成更大装置的欧洲联合环（JET），日本1985年建成的JT-60，苏联1982年建成超导磁体的T-15，它们后来在磁约束聚变研究中做出了决定性的贡献。特别是欧洲的JET已经实现了氘、氚的聚变反应。1991年11月，JET将含有14%的氚和86%的氘混合燃料加热到了摄氏3亿度，聚变能量约束时间达2秒。反应持续1分钟，产生了1018个聚变反应中子，聚变反应输出功率约1.8兆瓦。1997年9月22日创造了核聚变输出功率12.9兆瓦的新记录。这一输出功率已达到当时输入功率的60%。不久输出功率又提高到16.1兆瓦。在托卡马克上最高输出与输入功率比已达1.25。 [编辑本段]研究进展 从上个世纪50年代初，美国和苏联分别开始秘密地研究可控的核聚变，因为核聚变反应堆不仅可以获取用 人造太阳之不绝的能源，还可以用作稳定的中子源，例如可用来生产核裂变原料。但理论研究和实验技术上遇到一个又一个难以逾越的障碍，不久独立进行研究的各国就认识到这件事并不容易，只有开展广泛的国际合作才是加速实现核聚变能利用的可行之路。随后逐渐相互公开研究资料和进展，开始了合作之路。即使在冷战时期，其他核技术都是相互保密的，惟独热核聚变技术是相互公开的。 1985年，美国总统里根和苏联总统戈尔巴乔夫，在一次首脑会议上倡议开展一个核聚变研究的国际合作计划，要求“在核聚变能方面进行最广泛的、切实可行的国际合作”。戈尔巴乔夫、里根和法国总统密特朗后来又进行了几次高层会晤，支持在国际原子能机构主持下，进行国际热核实验反应堆，即ITER的概念设计和辅助研究开发方面的合作。 1987年春，国际原子能机构总干事邀请欧共体、日本、美国和加拿大、苏联的代表在维也纳开会，讨论加强核聚变研究的国际合作问题，并达成协议，四方合作设计建造国际热核实验堆，并由此诞生了第一个国际热核实验堆的概念设计计划。计划将于2010年建成一个实验堆，预期产生热功率1500兆瓦、等离子体电流2400万安培，燃烧时间可达16分钟。 随后，由于苏联的解体，计划受到很大影响，1999年美国的退出使ITER计划雪上加霜。日本和欧共体国家于是成为支持国际磁约束聚变研究计划的主体力量。经过多年的努力，ITER工程设计修改方案也终于在2001年6月圆满完成。 根据计划，首座热核反应堆将于2006年开工，总造价为约40亿欧元。聚变功率至少达到500兆瓦。等离子体的最大半径6米，最小半径2米，等离子体电流1500万安培，约束时间至少维持400秒。未来发展计划包括一座原型聚变堆在2025年前投入运行，一座示范聚变堆在2040年前投入运行。 2003年2月18日，美国宣布重新加入这一大型国际计划，中国也于前一个月正式加入该项计划的前期谈判。19日，国际热核实验反应堆计划参与各方在俄罗斯圣彼得堡决定，将于2013年前在日本、西班牙、法国和加拿大四国中的一个国家中建成世界上第一座热核反应堆。 2003年12月20日在华盛顿召开的一次非常热闹的会议上出现了两军对垒的形势：欧盟、中国和俄罗斯主张把反应堆建在法国的卡达拉齐，而美国、南朝鲜和日本则主张建在日本的六所村。因为没有选择加拿大作为反应堆候选国，加拿大政府随后宣布，由于缺乏资金退出该项目。 ITER的相关会议确定，反应堆所在国出资48%，其他国家各出资10%。目前各项细节谈判正在紧锣密鼓地进行之中，反应堆建在哪里还没有最终确定。 尽管ITER计划采用了最先进的设计，综合了以往的经验和成果，比如采用全超导技术，但它的确还面临重重挑战。即使它能如期在2013年如期建成，这个10层楼高的庞大机器能否达到预期目标也还是个未知数。诸如探索新的加热方式与机制为实现聚变点火，改善等离子体的约束性能，反常输运与涨落现象研究等前沿课题，偏滤器的排灰、大破裂的防御、密度极限、长脉冲H-模的维持、中心区杂质积累等工程技术难关还有待于各国科技工作者群力攻关。即使对ITER的科学研究真的成功了，聚变发电站至少还要30～50年以后才能实现。 [编辑本段]前景意义 1952年，当第一颗氢弹爆炸之后，人类制造核聚变反应成为现实，但那只是不可控制的瞬间爆炸。从那个 人造太阳时候开始，科学家们一直在寻找途径，把氢弹爆炸在某个试验装置上面加以控制地让它发生，然后源源不断地取出它的核聚变能。50多年的时间过去了，这个梦想一直没能实现。 根据科学家的分析，如果我们未来能建成一座1000兆瓦的核聚变电站，每年只需要从海水中提取304公斤的氘就可以产生1000兆瓦的电量，照此计算，地球上仅在海水中就含有的45万亿吨氘，足够人类使用上百亿年，比太阳的寿命还要长。实现可控制的核聚变反应，打造一个“人造太阳”，已成为当今世界挡不住的一大诱惑。因为，这可以一劳永逸地解决人类存在的能源短缺问题，岂不幸哉！ 当今世界，人口爆炸性地增长，能源、资源危机步步逼近。这项前无古人的ITER计划，或许也是一个别无选择的计划，将为人类的生存和发展创造又一个“太阳”。虽然这个“太阳”离我们还有一段距离，有人估计需要50―100年，不过可以相信，“人造太阳”普照人间的这一天终将来临。 [编辑本段]评价及意义 EAST的成功建设得到国际聚变研究专家的高度评价。由29位国际聚变界权威人士组成的国际顾问委员会在评价意见中指出，“EAST是全世界聚变工程的非凡业绩，是全世界聚变能开发的杰出成就和重要里程碑”，“EAST是目前世界上唯一投入运行并拥有类似于即将建设的国际热核聚变实验堆（ITER）而采用全超导磁体的托卡马克装置。EAST的成功建设和运行为中国平等参加ITER这一重大国际合作奠定了基础”。 由国家发改委、中科院、科技部、国家档案局、国家环保总局、国家自然科学基金委的领导和相关院士及专家组成的34人验收委员会认为：EAST超导托卡马克核聚变实验装置项目实现了原定的建设目标，性能在同类装置中处于国际领先位置。这一具有我国自主知识产权的新一代全超导托卡马克核聚变实验装置率先在我国成功建成，整个实验系统运行稳定可靠，装置主机及其重要子系统均达到或超过设计指标，该装置已全面、优质完成，为我国核聚变事业的发展创造了良好的发展平台，也为我国全面参与国际合作项目奠定了坚实的基础。 国家发改委副主任张晓强说：“这是我国聚变开发史上一个不可缺少的重要步骤，也是我国科学家对世界科技发展的重要贡献。”

人造太阳：能源危机的终结者

前不久，美国研究人员用激光点燃一个人造太阳，它就是“美国国家点火装置”，俗称“美国人造小太阳”。石油、天然气、煤炭等不可再生的矿物能源，不仅造成温室效应，而且还有枯竭之忧。从长远来看，核聚变能将是人类未来能源的主导形式，被科学家称为“能源危机的终结者”。

地球最大的能量来源是太阳。太阳是我们已知的最有效率的一种能量机器，它的内部有大量氢的同位素重氢和超重氢，正发生着核聚变反应，生成一些大原子，同时发出光和热。为了应对可能出现的能源危机，世界上不少国家都在开展人造太阳的核聚变研究。参与美国人造小太阳研究的科学家表示，现有的核电厂和核武器都是采用核裂变的方式来获得能量，这种能量获取方式会产生放射性物质，对人类和周边环境构成危害。因此，核裂变发电厂将渐渐退出能源舞台，而被核聚变发电厂所代替。

核聚变反应所需要的燃料地球上到处都是，人们不必担心原料会像石油那样逐渐枯竭。重氢可以从海水中提取，生产超重氢所需要的锂元素可以从一般的石头中提取。这两种原材料，也就是水和石头，地球上可以说是无穷无尽的。而且，核聚变反应释放的能量大得超出人们的想象。形象地说，就是三瓶矿泉水就可以为一个四口之家提供一年的电力。

由于太阳引力巨大，可以让其中的燃料处于高度压缩状态，氢及其同位素原子的距离变得很小，核聚变可以自然地发生，但在地球上的自然条件下却无法实现自发的持续核聚变。在氢弹中，爆发是在瞬间发生并完成的，可以用一个原子弹提供高温和高压，引发核聚变，但在反应堆里，不宜采用这种方式，否则反应会难以控制。要想让氘原子和氚原子在特殊的位置发生碰撞并且发生聚变，需要1亿摄氏度以上的极高温环境。因此，人造小太阳的核心技术是点火。

曾经有不少科学家认为可控核聚变反应是不可能实现的。近年来，科学家找到了一些点燃核聚变反应的方法，美国研究人员找到的方法是利用高能激光。虽然科学家们也尝试了其他种核聚变发生技术，但从已完成的实验效果看，激光技术是目前最有效的手段。除激光外，利用超高温微波加热法，也可达到点燃核聚变的温度。

美国人造小太阳耗资12亿美元，是世界上最大的激光点火装置，整个激光装置的大厅有215米长，120米宽，每次激光脉冲持续时间大约为十亿分之一秒，最大输出能量为1800千焦，其瞬间最大输出功率为54000亿千瓦，是美国所有电厂输出功率的500倍。如此大功率的激光装置完全能点燃人造小太阳。

在激光点火装置内，一束红外线激光经过许多面透镜和凹面镜的折射和反射之后，将变成一束功率巨大的激光束。然后，研究人员再将该激光束转变为192束单独的紫外线激光束，照向目标反应室的聚变舱中心。当激光束照射到聚变舱内部时，瞬间产生高能X射线，压缩燃料球芯块直至其外壳发生爆裂。燃料球芯块外壳爆裂会产生一种同样大小的反向作用力，向内压缩燃料，直到引起燃料内部的核聚变，从而产生巨大能量。

参与此次科研工作的主要是美国加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家。科学家们实验的目的就是利用一粒不超过针头大小的核燃料来产生1亿摄氏度的高温和超过地球气压数十亿倍的高压。如果实验能够成功，将标志着具有实际意义的核聚变发电站建设已经迈出了第一步。

据专家估计，商业化的核聚变发电厂最早也要到2050年才会开始运行。这一天还非常遥远，科学家们还必须通过许多考验。如果核聚变发电能够研究成功，将对人类的能源供应产生最为深远的影响，它将成为人类有效利用核聚变能的重要一步，人类将真正拥有取之不尽用之不竭的清洁新能源。

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1.这篇文章的说明对象是什么?说说其主要特点。

2.文章3-5段说明主要内容是____________,第5段中说明了实施可控核聚变反应的两种途径是__________,___________.

3.第6段主要运用了什么说明方法?作用是什么?

4.第9段中"估计"和"最早"能否去掉?为什么?

5.有人认为,与其大费周折的去研究核聚变能,还不如发动各国节约能源,做到真正的环保,请联系文中相关内容,说说你对这个观点的看法.

1.这篇文章的说明对象是什么?说说其主要特点。

答：通过核聚变反应产生巨大能量的新能源开发。特点：1、不会枯竭，无穷无尽。2、能量大得超出人们的想象。

2.文章3-5段说明主要内容是核聚变反应的核心技术即——点火技术,第5段中说明了实施可控核聚变反应的两种途径是高能激光点火技术, 超高温微波加热法.

3.第6段主要运用了什么说明方法?作用是什么?

答：说明方法主要是 列数字 。作用：使说明的事物更准确或者更精确，更加具有说服力。

4.第9段中"估计"和"最早"能否去掉?为什么?

答：不能去掉。“估计”表示推测和预计，不是准确的进程。“使说明的事物更准确或者更精确，更加具有说服力。”“最早”表示时间限度。去掉以后，表达的就不够准确、严谨、科学。

5.有人认为,与其大费周折的去研究核聚变能,还不如发动各国节约能源,做到真正的环保,请联系文中相关内容,说说你对这个观点的看法.

答：我对这个观点不同意。因为节约能源固然应该，但这只是一种保守的做法，只能减缓能源枯竭。研究核聚变能是开辟新的可再生能源，不仅能替代传统能源，还能开发出无比巨大、永不枯竭的能源。这是人类能源使用的光明前景。

1　选文的说明对象是什么?它的总体特征是什么?

2　选文第③段的目的在于说明什么?

3　从选文第④段的说明中，你得出什么结论?请写出你的探究结果。

4　科学家说核电站“爆炸的可能性是零”，其理由是什么?

5　氘和氚是清洁的能源，这样说的根据是什么?

参考答案：

1　人造太阳。能够稳定控制核聚变，使聚变产生的能量缓缓输出，转化为人们可持续使用的电能。

2　说明“人造太阳”的制造原理。

3　氢弹的聚变过程和“全超导托克马克试验装置”聚变过程是不同的，前者是不可控的，它瞬间释放出的巨大能量足以毁灭一切，而后者却能够稳定控制核聚变，使聚变产生的能量缓缓输出，转化为人们可持续使用的电能。

4　聚变在磁场中进行，维持温度已很不易，只要稍微马虎，温度就会降下来，聚变就停止了，因此爆炸的可能性为零。

5　空气中平时就有氘和氚。所以不用担心聚变反应会产生废气、废渣和放射性污染等问题。