核聚变是恒星的能量来源。它是将较轻的原子核聚变成较重的原子核的过程,并在过程中释放能量。在太阳的核心,氢原子核聚变成氦原子核,微小的质量差根据爱因斯坦的质能方程 E = mc² 转化为能量。这些能量需要数万年才能到达太阳表面,然后只需八分钟就能到达地球。
核聚变需要极端条件。带正电荷的原子核相互排斥,因此它们必须高速运动才能克服这种排斥力。在太阳上,引力提供了所需的压力和温度,约为1500万开尔文。在地球上,科学家们利用磁约束或激光来模拟这些条件,但挑战依然巨大。
聚变作为一种能源具有巨大的潜力。它的燃料储量丰富,产生的废料与裂变相比寿命更短,而且不产生温室气体。问题在于,目前还没有人建造出能量产出超过能量消耗的聚变反应堆。国家点火装置在2022年实现了净能量增益,这是一个里程碑,但商业聚变仍需数十年才能实现。
照亮星辰的同一过程,或许有一天也能照亮我们的城市。
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