人造太阳
展品简介
人类的生存发展离不开能源，而能源的永续利用离不开科技进步，核聚变能研究工作为人类在选择未来能源方面开辟了一条光明的道路。在党中央的部署下，我国不断对可控核聚变技术进行探索与研究，2006年我国的大科学工程——EAST超导托卡马克核聚变实验装置首次实验成功。这标志着世界上第一个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置已在中国首先建成并正式投入运行。2021年5月28日，EAST创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6摄氏度20秒等离子体运行。它被赞誉为“世界聚变工程的非凡业绩，是世界聚变能开发的杰出成就和重要里程碑”。
太阳的巨大能量来自核聚变反应。核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。自然界人们最熟悉的聚变反应是氢的同位素氘和氚的聚变。这种反应已在太阳上持续了50亿年。如果发明一种能够承受上亿摄氏度的高温并且能够控制氘和氚聚变稳定持续输出能量的装置，那就相当于发明了一个人造太阳，能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。
1998年，当中国宣布建造全超导核聚变装置时，绝缘子、导体、水冷系统等在该领域几乎处于空白。中国磁约束学术带头人李建刚和他的团队没日没夜地泡在实验室，在他的记忆中，人造太阳的实验他至少做了20万次，其中4万多次都宣告失败，“东西烧坏，打得火星四冒“。但正是这一次次的失败，才让中国的核聚变自主研究能力不断成熟。核聚变承载着人类生生不息的希望。而今，在这一领域，李建刚和他的团队已经奋战了四十余年，中国在部分领域已由追赶者转变为领跑者，同时，依然奔波在“逐日”的道路上。
大家可以通过展品左侧的模型了解“人造太阳”的内部结构和运作原理。人造太阳,是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。它的中央是一个环形的真空室,外面缠绕着线圈。在通电的时候,人造太阳的内部会产生巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度,以达到核聚变的目的。
还可以按下右侧启动按钮，当管内出现电弧时，通过转动手轮，观看强磁移动过程中管道内部等离子体运动方向的变化，了解等离子体在磁场强度变化中磁约束的现象。由于高温的核聚变燃料以等离子体也就是带电粒子（带正电的氢原子核和带负电的电子）的形式存在，而带电粒子会在磁场中偏转，从而被磁场“拴住”。用磁场就可以让高温的等离子体悬在空中，不与容器壁接触。这种用磁场“拴住”高温等离子体来实现可控核聚变的方法叫做：磁约束。
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