1.2億攝氏度101秒！中國“人造太陽”創(chuàng)紀錄

首先我們來看可控核聚變相關的消息。

在科技愛好者圈子里有這樣一句話：“可控核聚變，永遠再等50年”

當然，這是一種調(diào)侃的說法。

鑒于核聚變的巨大潛能，各國都在可控核聚變上投入了很多研究精力，

一件件好消息也經(jīng)常被報道，

這不，中國近幾天又讓我們距離“五十年”更近了一些

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距央視新聞的報道，5月28日，國家重大科技基礎設施EAST人造太陽核聚變實驗裝置取得重大突破，實現(xiàn)了可重復的1.2億度101秒等離子體運行和1.6億度20秒等離子體運行，再次創(chuàng)造托卡馬克實驗裝置運行新的世界紀錄，為核聚變發(fā)電奠定了堅實的物理和工程基礎。由于核聚變具有安全，高效，原料豐富的特點，未來如果實現(xiàn)“人造太陽”產(chǎn)能和供能，對于整個人類世界將是比工業(yè)革命更能推動社會進步的又一次科技革命。

這次實驗的成功和可控核聚變有什么聯(lián)系呢？

可控核聚變的難點很多，其中之一就是要想實現(xiàn)核聚變，必須能夠讓反應物的溫度達到上億度。這點和核裂變不同，雖然基于核裂變的原子彈的爆心溫度很高，但是核裂變不需要反應物的原子互相碰撞以克服庫倫排斥力，因此從原理上來說，高溫度不是必須的，而核聚變源于原子核的融合，要想讓原子核接觸，就一定要讓原子（或說離子）有足夠高的動能，宏觀表現(xiàn)也就是溫度。因此，要實現(xiàn)可控核聚變，就要實現(xiàn)對高溫物質(zhì)的約束和控制。這也是為什么本次實驗強調(diào)“1.2億度”

怎樣控制這些高溫物質(zhì)呢？鋼鐵的熔點是1538℃，沸點是2750℃，鎢的熔點是3410℃，是熔點最高的金屬元素，石墨的熔點為3850℃，是熔點最高的非金屬元素。目前世界上最耐高溫的材料是鉿鉭合金，即鉿鉭的化合物——五碳化四鉭鉿，化學式是TaHfC，其在標準大氣壓下的熔點為4215℃。但是即便它的熔點如此之高，在面對1.2億攝氏度的高溫條件下，也是瞬間就會被氣化的。但是科學家們想出的裝置——托克馬克裝置，卻可以駕馭這種高溫。

? ? ? ?托克馬克裝置利用磁約束作用來實現(xiàn)可控核聚變，一般都設計為環(huán)形，而環(huán)形容器中基本是真空狀態(tài)，外面纏繞著線圈，通電之后里面會形成強磁場，可以約束其中的帶電粒子，啟動后將聚變材料輸入其中可以被約束到磁場的中間位置，開始聚變后會達到1億多度的高溫。

? ? ? ? 由于這些高溫粒子是在磁場中，并沒有接觸容器壁，所以雖然它們有1.6億多攝氏度的高溫，也并不會把容器燒壞。

6月10日，2021年唯一的日環(huán)食來啦！

? ? ? ??6月10日，今年全球唯一一次日環(huán)食將登場。日環(huán)食將于北京時間10日16時12分開始，至21時11分終止，歷時近5個小時。屆時月球遮住太陽的大部分中心部位，露出一圈環(huán)狀的太陽邊緣，好似一枚亮閃閃的“金指環(huán)”。這次日環(huán)食我國東部地區(qū)不可見，北方部分地區(qū)可以欣賞到帶著偏食的日落?？梢姷貐^(qū)如下圖所示：

為什么有時候會發(fā)生日環(huán)食，而有時候是日全食呢？

對科學有一定了解的網(wǎng)友一定已經(jīng)知道日食的基本原理——作為地球的衛(wèi)星，月球繞地球運動。作為太陽系的行星，地球又帶著月球一起繞太陽運動，當太陽、月球和地球排成一條直線，月球位于兩者之間時就會發(fā)生日食。這也是每次日食發(fā)生時，各個媒體都會介紹的。大家也應該了解到，有時候觀測點處于半影區(qū)，這時就只能觀測到日偏食?？墒峭瑯邮窃虑颉罢煤谩睋踝×颂?，為什么有時能觀測到日全食，而有的時候只能觀測到日環(huán)食呢？

這是因為，根據(jù)開普勒第一定律，月球繞地運行的軌道并不是一個標準的正圓形軌道，而是一個橢圓形軌道，地區(qū)處于橢圓的一個焦點上。因此，地月距離并不固定。如果月球距離地球較遠，月球的視圓面不能全部遮掩太陽，就會發(fā)生日環(huán)食。

月球，地球，太陽這些基礎天文學常識，可能是大家最早接觸的科學知識，但是即使是這些最淺顯的科學常識，也可能會誤導大家。尤其因為宇宙具有立體，動態(tài)，尺度大的特性，有關天文的插圖一般會為了突出某一些方面而忽略另一些方面。大家在閱讀相關科普書刊的時候一定要關注文字說明，注意不要先入為主，形成思維誤區(qū)。

中國完成首次翼傘火箭殘骸落區(qū)控制技術驗證

在前幾期的專欄里面，我們經(jīng)常提到spaceX的星艦計劃，也經(jīng)常提到馬斯克回收火箭的測試。與此同時，中國對火箭殘骸的工作也并沒有停息——我們來看一看中國對翼傘火箭殘骸落區(qū)控制技術的驗證。

這就是6月3日發(fā)射的長征三號乙運載火箭。

眼尖的小伙伴們從圖片可以看出，這發(fā)火箭有一枚助推器跟其他三個長的不太一樣，多了“兩道杠”，頭上還有一頂“黃帽子”。原來，“帽子”打開后會彈出降落傘，讓助推器穩(wěn)穩(wěn)地回歸地面。通過這種傘降的方式，可以顯著減小殘骸的墜落范圍：具備將落區(qū)面積減小到30%的能力。

火箭院長三甲系列運載火箭副總設計師胡煒說：

每次發(fā)射，設計師會根據(jù)火箭彈道計算各個子級的落區(qū)，據(jù)此開展落區(qū)安全控制工作。有時為了確保預定落區(qū)，還會修改火箭飛行彈道、時序，導致運載能力降低?；鸺蛹壜鋮^(qū)雖然使用頻率不高，但如何盡可能縮小落區(qū)的范圍，減少對落區(qū)正常生產(chǎn)生活的干擾，一直是科研人員不懈追求的目標。

雖然這次實驗的目的中并沒有提及火箭的回收再發(fā)射，但是俗話說的號，腳踏實地，穩(wěn)扎穩(wěn)打。這次實驗中，助推器傘降控制系統(tǒng)由火箭院總體設計部抓總研制，傘系統(tǒng)由北京空間機電研究所研制。在火箭分離體落區(qū)控制技術方面，火箭院先后突破了一子級柵格舵落區(qū)控制技術和助推器傘降落區(qū)控制技術，為未來實現(xiàn)子級可控回收、垂直返回等新技術奠定了重要的技術基礎。