众所周知,核能源是人类未来的发展方向。而核聚变产生的能量,可以用“取之不尽,用之不竭”来形容。但是它的过程却十分的复杂,温度需要达到上亿度才能够触发核聚变。

而在牛津大学科学家们初创的一家聚变科技公司开发出了一种新型的技术来实现更直接、更节能核聚变。那就是模仿枪虾攻击,实现了聚变。

枪虾

鼓虾科隶属于节肢动物门甲壳动物亚门十足目真虾下目,是一个物种丰富和生态多样性非常高的科,至今已建立47属,其中仅鼓虾属就已发现近300种。

枪虾是地球上力量最足、最为吵闹的生物之一,就是说当它们成群结队时,其捕捉猎物时的声音会干扰声纳和水下通信,它们被认为是海洋中的主要噪声源。同时它们也非常的脆弱、是一种很容易相处的动物。

它们生活在热带海洋的浅水区,,少数枪虾生活在寡盐环境中,在红树林、江口和深海地区也有其生活。枪虾最大身长约5.5厘米,还拥有一大一小的一对不成比例的螯。大螯可达到2.8厘米,主要用来攻击猎物,小螯则用来进食。

我们可别小看了它,通过观察发现,枪虾大螯的内侧固定不动,上面有一个空穴,外侧可以移动,上面有一个柱状凸起,能够恰好嵌入内侧的空穴。

当枪虾闭合大螯时,外侧的凸起瞬间插入空穴,挤出的水柱以约32 m/s的速度向前射出,冲击周边水体产生气泡。这些气泡在周围水体的压力下瞬间(约600 μs)爆裂,产生空穴现象,从而发出巨大的爆炸声。

在这个过程中产生的冲击超过了音速,具有极高振幅的冲击波,爆裂声的来源就是由冲击波引起的。这些冲击波会损坏附近生物的器官和组织,使它们更容易被捕捉。同时伴随产生4500-4700℃的高温,十分接近太阳的表面温度(约4800℃)。

一“枪”就搞定的核聚变

它们的速度真的难以置信,采用高速摄像机拍摄枪虾的攻击过程时,还可以观察到持续数亿分之一秒的亮光,称为“虾光现象”。

虽然它的“枪”里没有子弹,但却有上千度的高温和冲击波!

于是英国科研人员得到了启发,组建了两个大型的超级加速气枪,选择了截然不同的技术路线,无需昂贵、强大的激光器或磁铁。只需要极高的速度——以轨道炮向目标坠落的方式来弹射。

之后,演示了全球首例高超音速“弹射聚变”。

其聚变原理就是通过加速枪的加速,为燃料加速到10倍音速以上甚至是20倍音速。

然后经过特制的弹射过程可产生微调的坍塌冲击波,瞬时压力较海平面大气压力高出近10亿倍,可使嵌入的小型氘燃料芯块以足够高的速度自行内爆,从而克服核排斥并开启聚变反应。

值得一提的是,即使身边的同类向枪虾发射超音速空气炮,枪虾也安然无恙。因为它本身就有一个“保护罩”。

核聚变的意义

核聚变在未来社会中有着不可替代的地位,它能为人类提供足够多的燃料和动力,从而满足人们日益增长的能源需求;

同时又不会对环境造成破坏,核聚变是一种清洁能源有着高效率和低成本。

核聚变原理是利用技术手段把氢原子“捏”起来,让它们聚变成氦,这一过程释放出巨大能量。如果把这些能量转化成我们需要的能量,那么人们的生活在未来会更好。

核聚变反应非常的安全,这主要是因为可控核聚变反应需要达到上亿摄氏度的超高温和超高密度等非常严苛的条件才有可能发生,任何一点细微条件的缺失,都会导致温度密度的下降,从而迫使核聚变反应终止。

值得一提的是,我国在可控核聚变研究方面走在了世界前列,今后将会取得更大的成就。

对于大多数人来说,可控核聚变研究装置这个专业术语听起来可能很玄妙,那么我们就说它的俗称:“人造太阳”。

中核集团核工业西南物理研究院特聘研究员钟武律说道,“地球上,目前没有任何材料可以把1亿摄氏度的高温等离子体给直接包裹起来”。

虽然要想实现人工控制有一定的难度,但是我们会逐一实现的。

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