强国少年的科学：物理

作者简介

李永乐，中国人民大学附属中学物理教师，北京大学物理与经济双学士，清华大学电子工程系硕士研究生。 十余年从教经历，数百名学生考入清华北大。北京物理学会“国际奥赛金牌教练员，十余位学生获得物理奥赛金牌。全网粉丝超2000万的“国民老师”，优质科普内容创作者，视频播放量超10亿次。央视新闻、人民日报、科普中国高赞科普创作者。

内容简介

01人造太阳，可控核聚变让能源不竭成为可能 太阳距离地球平均约有 1.5 亿千米，在如此遥远的距离之外，却可以给我们提供光和热这一切都归功于太阳能的奥秘--核聚变。核聚变，就是原子核的聚变反应，此类反应能释放巨大能量,它是太阳能量的主要来源。 而在生活中，无论发动一辆汽车，把米饭煮熟，哪怕只是点亮一盏灯，都需要能源。但地球上的能源是有限的。为了不让能源枯竭的那一天到来，科学家想到了“造太阳”。 为什么要“人造太阳”? 提到能源，你会想到什么?煤、石油、天然气，还是太阳能、风能、核能?前者属于化石能源，不仅有限，还会造成环境污染。太阳能、风能等清洁能源，虽然有利于保护环境，但造价高、能源转化率低，无法完全替代化石能源。现有的核电站主要采用核裂变，但它的原料铀最终也将面临枯竭，而类似于切尔诺贝利和福岛的核电站事故导致的核泄漏事件，代价更是难以估计。 根据现在的开采条件和消费情况，地球上的石油还可供使用几十年，煤可供使用一两百年，等到能源枯竭的一天，我们该怎么办呢?有没有一种取之不尽用之不竭，也不会带来环境污染的能源呢? 于是，科学家想到了太阳。太阳内部核聚变的原料--氘和氚，是清洁能源，而且在海水中的含量巨大，这意味着核聚变“原材料”极其丰富。核聚变过程中不会产生核废料，因此不会造成长期的环境污染。与目前的核电站使用的核裂变技术相比，核聚变的反应过程也更为稳定。 这，就是为什么科学家想要在地球上“造太阳”的原因。 怎么把“太阳” 这造在地球上? 在 20 世纪 50 年代，苏联科学家研制出了一种名为托卡马克(Tokamak)的装置在地球上模拟太阳内部的核聚变。到20 世纪 90 年代，中国科学家从一台苏联引进的、已停机的T-7 托卡马克装置开始研究，自行设计并研制“人造太阳”经过多年的努力，逐步建成了国际首个全超导托卡马克核聚变实验装置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak.简称 EAST )。 这究竟对人类意味着什么，而这个人类制造出来的“太阳”有多厉害呢? 切水果” 和“团雪球 要深入理解人造太阳，我们就需要先弄明白什么是原子核，以及它是如何发生变化的。 原子是构成我们已知的所有物质的基础，它由一个处于中心的原子核和围绕原子核运动的电子组成。原子核是原子的核心部分，蕴含着巨大的能量，当原子核的质量发生变化时，其中蕴藏的能量就会被释放出来。 全网粉丝超2000万的国民老师李永乐与10多位科学家共同打造！结合一线教学经验，将课本知识与现实紧密结合。超强作者团，科学家、一线高校&中学老师、科普作家……联袂推出匠心制作！ 学理科，这套书真能帮上你！引导式发问，层层拆解科技里的基础知识，打通不同知识和学科间的连接，打开理科视野、拓宽学习方向，完成90分到满分的底层突破。快人一步学课本！ 40项重大科技成果，紧扣国家科技创新战略。涵盖地球科学、生态环境、制造科技等尖端科技内容，贴近现实、贴近未来。全彩跨页、图文并茂，易懂又尖端，搭配思考习题，随时巩固知识点。