原创《探访人造太阳项目有望2050年点亮你家灯泡》：这篇人造太阳论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
想象着有一天,当地球资源面临枯竭的时候,人类是否可以使用“人造太阳”来获取能源?
一个集结了包括中国在内的30多个国家的顶尖科学家,目前世界上最大的科学合作工程—国际热核聚变实验堆计划（简称“ITER”）正在有条不紊地进行着.由于项目模拟自太阳内部的核聚变原理,这个工程还有一个更加形象的名字：“人造太阳”.
视线转移到成都,在双流区黄荆路5号—核工业西南物理研究院,一个多达500人的团队正在为这个项目夜以继日地忙碌着.
2016年10月,由“四川团队”自主研发制造的国际热核聚变核心部件“第一壁”,在国际上率先通过权威机构认证.这是“四川智慧”对这个被誉为人类历史上伟大事业之一的项目做出的重大贡献.
能量之大
攻关1亿摄氏度高温,实现等离子体可控核聚变
万物生长靠太阳.作为太阳系的主星,太阳内部时刻不停地发生着核聚变反应,为地球提供了源源不断的光和热.
怎样才能实现“人造太阳”?科学家想了一个办法,就是把一团上亿摄氏度的等离子体火球,用磁场把它悬浮起来,跟周边的任何容器材料不接触.这时,就可以对它加热、控制,进而实现“受控的核聚变”,实现“人造太阳”.
等离子体天性“放荡不羁”,更喜欢漂泊不定.如何让其乖乖“受控”?在核工业西南物理研究院,有一个专门的装置来盛放这一团火球,它就是中国环流器二号A托卡马克装置.其主体呈甜甜圈状,边缘四周延伸出数十个“触角”,形似一颗颗星星.装置内部由无数根铜导体线圈产生一个封闭的磁场,用来约束分散等离子体的行为.
如果把实验装置看成一个微波炉,核工业西南物理研究院研究员、高级工程师黄梅的工作就是不断给这个装置加温.给微波炉加温的方式有很多种,黄梅的方式是其中一种,叫“电子回旋波加热”.“简单地说,就是通过微波注入等离子体,给微波炉添把火,让内部温度不断升高,从而让食物更快熟透.”
目前,托卡马克装置的温度已升至5500万摄氏度,这是迄今为止国内装置达到的最高温度.“要实现受控核聚变反应,必须达到上亿摄氏度以上高温,以及足够高的密度等,如果因某种原因导致条件不能满足,聚变反应就会停止.”对于黄梅来说,如何持续给装置加温,达到“点火”要求,是他们还将继续面临的一个课题.
40万亿吨氘将解决人类能源问题
上百人的团队,围坐在操作大厅里,对着面前两块超大屏幕,观测着相关参数的变化,眼睛都不敢乱眨,生怕漏过任何蛛丝马迹.
这种高度紧张的状态,工作十年,钟武律每年都要经历两轮,通常是3月至5月的春季实验、11月到接近农历新年的冬季实验.每一次实验,内部人员称之为“一炮”.每次实验由于耗电量非常大,放炮时间通常为1至2秒.
作为等离子体诊断的“专职医生”,钟武律通過每一次实验,发现等离子在约束过程的变化.两次放炮间隔很短,只有8分钟.因此,他们必须在8分钟内做出判断并且调整相关参数的设置.“离子体的变化是非常快的,达到微秒或者毫秒级别.”因此,在行业里有句话,做等离子的分析和物理实验,没干够5年,根本摸不着边.类似钟武律这样的工作,还有更庞杂的分工.
如此繁复、浩瀚,为什么要启动“人造太阳”计划?在业内人士看来,核能包含两种方式：核裂变和核聚变.人造太阳项目就是“受控热核聚变能源”,由于其固有的安全性、无污染的优越性,以及燃料资源丰富等特点,被认为是人类最理想的洁净能源.
核工业西南物理研究院聚变科学所副所长许敏进一步解释说,最容易实现的核聚变能源来自氢的同位素,氘和氚的剧烈反应.一公升海水里提取出的氘,完全聚变反应可释放相当于燃烧300升汽油的能量.科学家初步估计,地球上的海水中蕴藏了大约40万亿吨氘.另外,它的环境可接受性比较好,因为聚变反应,产物是氦,其本身不具有放射性.在科学家们看来,核聚变一直以来被人们视为解决未来能源问题的希望.
表情之变
冷静、坚毅,不苟言笑.“人造太阳”核心部件“第一壁”的中方项目总工程师王平怀,有着一张标准的“科学脸”.任何的外界喧嚣,很难在他脸上惊起太大的波澜.只有当提到“第一壁”时,他的表情才会慢慢舒展,流露出无法掩饰的喜悦.2016年12月,由王平怀团队自主研发制造的国际热核聚变核心部件“第一壁”,在国际上率先通过权威机构认证,让中国落后于美国20年的技术,一跃从“跟跑”实现了“领跑”.
寻觅：花十年找材料,将美国垄断技术造价降低90%
什么是第一壁?实验装置中的聚变物质时刻释放着高强度的热辐射.核心区最高温度能达到1亿摄氏度,如果材料性能不佳,要么被高温瞬间融化,要么会让反应堆这座锅炉熄灭.王平怀说,要构建起“人造太阳”的核心,需要特殊的材料筑起一道“防火墙”,来抵御装置内部上亿摄氏度的高温环境.在整个国际热核聚变实验堆计划中,多个国家都在研制这样的高温核心材料.中国科学家承担研制的这种材料,处于反应堆最核心位置,直接面对高温聚变物质,因而被称为反应堆的“第一壁”.2006年,中国正式加入ITER,接受了研制热核聚变反应堆核心部件的工作.十多年来,过五关斩六将,王平怀团队开启了攻克“第一壁”的漫长科研路.王平怀说,寻找“第一壁”,第一关就是材料.面对上亿摄氏度高温的炙烤,任何普通材料瞬间就会灰飞烟灭.当时,业内普遍认为一种特殊的金属材料耐热性高,是最佳选择.彼时,世界上拥有这种材料的高纯度提取和制造工艺技术的国家中,美国处于技术垄断地位.这种高纯度金属材料,一公斤对外销售超上百万元人民币.由于材料的稀缺性,美国只是少量出售.“大部分时候,是有钱都买不到的.”王平怀说.为此,从2004年到2013年,团队成员从高纯度金属材料提取开始,进行了长达十年的特殊材料研制工作.由王平怀所在团队自主研制的材料问世后,美国将垄断价格降低了90%.
人造太阳论文参考资料：
结论：探访人造太阳项目有望2050年点亮你家灯泡为适合不知如何写人造太阳方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于国际人造太阳论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
