人造的“太陽”
太陽也能“山寨”?當然,只要我們理解了太陽發光發熱的原理。
太陽的能量來自于,兩個小小的氫原子在極高的溫度和壓力下,相互碰撞的熱核反應產生的巨大能量。
簡而言之,太陽就是一個熱核聚變球。
“國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃”,通過從海水中提取氫的同位素氘和氚作為原料,來模擬太陽產生大規模核聚變反應。其產出的能量既清潔又安全,是人類未來能源的主導形式之一。
偷偷告訴你,鋼鐵俠的力量源泉,也是核聚變呢。
2006年,我國與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同簽訂ITER計劃協定,奠定了七國合作的格局。而位于合肥科技島的中國科學院等離子體物理研究所,就是我國核聚變的主要研究基地之一,并在2009年簽訂了參與這個項目的首個合同。
從“新丁”到“老兵”
2011年,冉慶翔正式入職,從事高溫超導電流引線的設計工作。由于我國加入ITER計劃的時間尚短,很多技術都處于空白狀態。冉慶翔笑談,在這個領域本來就沒有什么經驗可以依傍。可以說,他們這批年輕的科研人員是與整個項目一起成長起來的。
“舉個例子,我們使用的一種材料需要精細加工到毫米以下的精度。但是通過檢測,我們發現國內標準化生產的工廠目前還沒有辦法做到。最后貨比三家,我們購買了一臺德國的機床自行生產,才算解決了這個問題。”
因為沒有什么標準和樣本供參考,大家都是摸石頭過河,所以細心和耐心是必不可少的。在設計成型之前,設計師們需要不斷地在軟件中模擬,把可能出現的問題排查掉。然后做實驗樣件、工藝預研、模擬件、原型件,再經過一系列復雜的檢驗,確認設計、工藝、操作、測試等環節都無誤后,這批原型件才能進入批量生產階段。
高溫超導電流引線和其他管路構成了磁體饋線FEEDER系統的“血脈”,FEEDER系統又是核聚變裝置的“血管”和“神經”。來自世界各地的科研工作者們,正在將裝置的一根根“神經”、一條條“血管”從四面八方輸送過去。科技的指針向前轉動的每一秒,都相伴著科研人員的青春、激情、耐心和努力。
夢想三問
1.“人造太陽”最大的吸引力是什么?
我們的能源危機并非聳人聽聞,伴隨著嚴重的環境污染問題,尋求清潔安全的能源早已迫在眉睫。
海洋占據地球表面積的70%,1L海水提取的氘在核聚變中釋放的能量相當于燃燒300L汽油所釋放的熱量,是核裂變的7倍。如果ITER計劃能夠成功實現,我們將會得到一個取之不盡的能源寶庫。
2.夢想者的堅持是什么?
“現在的我只能被稱為科研工作者。我們不是先驅者,核聚變是好幾代人的夢想,但我們在為共同的夢想打拼。”
如果說知識儲備是一個圓,從小學到大學,圓的直徑都在以肉眼可見的速度擴展;直到進入研究生階段,這個圓的擴展速度驟減;等到了博士階段,圓只在其中一點不斷深入;待學成歸來,學子們又投入到圓中,將自己所學那一點鉆研到精微幽深的地步,再匯聚到一起,便是一輪冉冉升起的紅日。
不過在中學階段,學生還是要先打好各科基礎。冉慶翔在中學時學得最好的科目是物理,他笑談年少時參加物理考試,可以自負到直接寫答案,省略掉中間步驟。
現在,冉慶翔的工作最離不開兩樣東西:一樣是計算機,他需要熟練使用三維軟件做設計和分析;另一樣是英語,這個多國合作的項目需要冉慶翔在法國、合肥兩地跑,與不同國籍的人共事。即使回了國,他每周都要與法國項目組開視頻會議,并隨時做好被外派出國的準備。
當然,英語不是“萬能語”,有的工程師還自學了法語。在這群夢想者中,即便不是每一個人都能成為科學巨擘,他們仍以最大的激情與努力去成就壯懷。
3.中學生可以做什么?
培養學習能力!當你對這個世界了解得越多,就越會發現自己一無所知。但好在無論何時開始學習,都不算晚。
培養團隊合作能力!有一句話說:人的第一次長大是在發現自己不是世界中心的時候;第二次長大是在發現努力也可能會失敗的時候;第三次長大是在失敗后仍舊去努力的時候。
無論是工作還是學習,你都是團隊中的一份子。即使沒有獨自抵達的成功,也有共同分擔的失敗,以及隊友們相互拍拍肩膀,重頭再來的溫暖和勇氣。
此外,你還可以培養鉆研精神、創新意識、動手能力……瞧,想造一個“太陽”,可不是那么簡單的嘛!
來造『太陽』吧
他:“你知道鋼鐵俠的能量來源是什么嗎?”
我:“柴油?98號汽油?太陽能?”
他:“那你知道ITER人造太陽嗎?”
我頓時傻了眼,原來太陽也可以“山寨”嗎?
朋友
夢想人物:冉慶翔(左一)
身份卡:中國科學院等離子體物理研究所ITER FEEDER項目組工程師
夢想規劃局
自測:你適合這個職業嗎?
1.你對世界充滿好奇嗎?
2.你有探索和鉆研的精神嗎?
3.你足夠細心嗎?
4.你有承擔失敗和壓力的心理準備嗎?
5.你理科學得好嗎?