人造太阳(EAST全超导托卡马克核聚变实验装置)/科学文化工程公民科学素养系列
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作者编者:万宝年
出版社浙江教育
ISBN9787553667287
出版时间2017-12
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定价38元
货号30082799
上书时间2024-10-28
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目录
第一章 能量王国争霸记
1 普天之下皆能量
2 万物生长靠太阳
3 化石能源“三剑客”
4 江山代有才人出
5 看未来谁领风骚
第二章 核能现世天下知
1 小原子有大世界
2 小身材有大能量
3 核能宝盒被打开
4 原子弹一鸣惊人
5 核电站造福一方
第三章 “人造太阳”的传说
1 核电安全引担忧
2 核武之王看氢弹
3 未来能源靠聚变
4 聚变难于上青天
第四章 “人造太阳”一怎么造
1 微观世界见真谛
2 太阳之火如何点
3 条条大路通罗马
4 巧用物质第四态
5 磁场捏扁再揉圆
6 甜甜圈有大作用
第五章 托卡马克的前世今生
1 托卡马克发展史
2 一朝成名天下知
3 四大金刚显威风
4 超导引入核聚变
5 中国引领全超导
6 全球合作造ITER
7 聚变发展路线图
第六章 中国的“人造太阳”之路
1 从无到有创业难
2 抓住机遇迎头上
3 后来居上成领跑
4 国际合作促发展
5 筹建中国聚变堆
6 展望中国聚变路
第七章 “人造太阳”有多酷
1 火热内心超高温
2 强大心脏强磁场
3 澎湃血液大电流
4 冷酷外表超低温
5 纯净心灵超真空
第八章 “人造太阳”的未来不是梦
1 千里之行始足下
2 斗志昂扬向未来
3 胜利号角始吹响
4 人类梦想终实现
内容摘要
万宝年主编的《人造太阳:EAST全超导托卡马克核聚变实验装置》主要介绍磁约束核聚变的研究背景和基本原理,以及磁约束核聚变的研究发展历程,力图以通俗的语言使人们了解“人造太阳”是什么,为什么建造,以及如何一步步实现。希望它能够成为一
本可读性较好的科普读物。
精彩内容
\"2万物生长靠太阳古往今来,吟诵太阳的诗词歌赋数不胜数。虽然在茫茫宇宙中,太阳只是极其普通的一颗恒星,但对于更渺小的地球来说,太阳就是我们的中心,因为“万物生长靠太阳”,没有太阳我们将不复存在。
我们看到的太阳其实只是它表面的光球层,温度约为6000摄氏度,属于太阳比较“凉爽”的部分。它的核心温度则高达1500万摄氏度,太阳的能量基本都来自它的核心。这么高的温度使太阳像一个巨大的火球,每时每刻都向外散发出巨大的能量。
太阳每秒钟散发出的热量就相当于1亿亿吨煤炭完全燃烧产生的能量,而地球只能接收到这些能量的二十二亿分之一。即使只有这一丁点,太阳每年送给地球的能量就相当于100亿亿度电。好奇的你一定想问,太阳这么多的能量是从哪里来的?要想回答这个问题,还需要从太阳的诞生说起。太阳诞生之前就是一坨又一坨飘在宇宙中的氢,由于万有引力的作用,氢开始互相抱团。引力作用会导致原子加速,原子加速会提高这坨氢的温度(引力势能转化成动能,然后互相摩擦转化成热能)。刚开始抱团的时候,形成球体的体积不大,相对比较和谐。但是随着吸引来的氢越来越多,小球越变越大。外围的氢都想要冲到中心去,中心的氢堵在里面又出不来。于是中心的温度就不断升高,密度变得越来越大。
当中心温度超过1000万摄氏度时,处在中心的氢被挤到原子核都粘在一起了。这一粘可不得了,两个氢原子核(氘核和氚核)发生聚变反应生成了氦原子核和中子。关键是氦原子核和中子要比两个氢原子核加起来更轻一些,这就意味着氢原子核在反应中丢了一点质量。丢失的这点质量去了哪里呢?
我们知道,能量和质量是可以相互转化的。所以丢失的质量就转化成能量释放了出来。这个转化是非常了不起的,因为质量和能量的转化系数是光速的平方(E=mc2,能量=质量×光速2)。于是一丁点的质量就能产生巨大的能量。
这些能量产生一个向外的力,和想往里面挤的氢原子产生的向内的力达到了一种平衡。外部的物质便不能再继续挤进去,中心的温度和密度趋于稳定。于是太阳诞生了!
太阳从诞生到现在约有50亿年,未来还可以正常发光约50亿年。太阳每时每刻都在向地球输送着光和热。地球上的植物吸收太阳光后能进行光合作用,将水和二氧化碳合成有机物,同时向空气中释放氧气,为人与动物提供了充足的食物和氧气。\"
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