恒星 人类能造出钢铁侠胸前的小型核聚变装置吗?


恒星 人类能造出钢铁侠胸前的小型核聚变装置吗?
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恒星 人类能造出钢铁侠胸前的小型核聚变装置吗?

钢铁侠作为复联中的科技担当 , 自从在山洞里边儿鼓动出来了第一代机甲之后 , 那科技水平就跟开了挂似的 , 但是大家有没有想过 , 钢铁侠之所以厉害 , 除了他的盔甲整得好之外 , 如果在没有充足能源的支撑下 , 这一身的铁疙瘩也就算是一堆好看的稀有金属 , 一身本领无处施展 , 机甲也就成了模型 。
在太阳系中 , 太阳就是一个能量巨无霸 , 它在一年的时间里传递给地球的能量总和 , 就已经相当于人类迄今为止在地球上已经探明的化石燃料、铀矿等资源所产生总能量的2倍左右 , 太阳能爆发出如此巨大的能量 , 其原因就是太阳核心的核聚变反应 , 但是太阳核心的核聚变是我们控制不了的 , 因此可控核聚变技术成为人类研究终极能源的重中之重 , 它关系到人类未来科技的发展和地球整体环境的改善 。
尽管我们目前对可控核聚变的研究还处于萌芽阶段 , 但是在科幻电影中其应用已经成熟 , 其中最具代表性的就是我们今天的主角钢铁侠 , 他胸前就挂着一个小型核聚变装置 , 而它的直径不超过10厘米 。 根据相关介绍 , 这个装置每秒钟可输出30亿焦耳的能量 , 换个说法就是 , 它一秒释放的能量够30瓦的灯泡使用3年 , 正因为有这样巨大的输出能力 , 才为钢铁侠的神通广大打下了坚实的基础 。
毫无疑问 , 如果人类能整出跟钢铁侠一样的玩意儿 , 那人类的能源问题肯定就搞定了 , 但是问题也来了 , 在现实中这玩意啥时候能造出来?以我们普通人对可控核聚变的认识 , 似乎会认为在人类目前研究的可控核聚变装置技术成熟之后 , 再将其小型化 , 这样就可以制造出钢铁侠那种小型核聚变装置 , 但实际情况并非如此 。
核聚变的原理其实很简单 , 说点人话 , 就是想办法把质量较轻的原子核给捏到一起 , 使之聚变成质量较重的原子核 , 就在这个捏的过程中 , 就会有少量的质量会直接转化成能量 , 听着道理很简单 , 但是做起来就难了 , 因为我们没有能够捏住原子核的手 , 当然太阳它也是没有的 , 那太阳是怎么进行核聚变的呢?答案就是高温和高压 , 高温能够使原子核的动能更高 , 高压则能使原子而更加密集 , 当达到一定程度的时候就可以点燃核聚变 。
人类现在正在努力研究的可控核聚变装置 , 模仿的就是太阳的这种原理 , 当装置运行时 , 里边的等离子体温度可以达到上亿摄氏度 , 如此高的温度是任何已知的材料都无法承受的 , 所以人们只能用强大的磁场对其加以束缚 , 而这个强大磁场又需要超导材料来发出 , 然后超导材料又需要超低温才能正常使用 , 这一方面要保持装置内侧的超高温 , 一方面又要保持装置外侧的超低温 , 这不就是冰火两重天吗?必须得是会冰会火 , 其中难度可想而知 。
所以这种装置的体积很大 , 如果想要把它缩小成钢铁侠那种直径不超过10厘米的小型核聚变装置 , 根本就是不可能的事儿 , 也就是说钢铁侠的小型核聚变装置 , 只能在常温或者温度不太高的情况下来点燃核聚变 , 这种核聚变的概念也被称为冷核聚变 。
1989年化学系教授马丁弗莱希曼和化学系主任斯坦利庞斯公开宣称 , 他们在利用金属钯来电解重水的实验中 , 观测到了冷核聚变的现象 , 这在当时的科学界引起轰动 , 世界各地1000多个实验室复制了实验过程 , 但是都没有重复出现冷核聚变的现象 , 因此这两位的研究并没有得到科学界的认可 , 而这两位的故事也就成了科学界人尽皆知的反面教材 。 但是冷核聚变的热度并没有降低 , 在此后陆陆续续又有许多人提出冷核聚变的理论 , 结果相信大家也猜得出来 , 无一例外的拿不出令人信服的证据 , 最终石沉大海了 。
【恒星|人类能造出钢铁侠胸前的小型核聚变装置吗?】综上所述 , 人类现在根本就找不到了实现冷核聚变的方法 , 而人类目前正在研究的可控核聚变装置的体积又无法大幅度的缩小 , 因此可以说 , 至少在可预见的未来里边 , 人类都无法制造出钢铁侠那种小型核聚变装置 , 它只能存在于科幻作品 , 还有各种手工制作大神的模型中 。

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