話說,
很多人都看過《生活大爆炸》的衍生劇《少年謝耳朵》,
這個劇目講述了天才謝耳朵同學的童年經(jīng)歷,其中有一集,9歲的謝耳朵在德州的家中準備搞個核反應(yīng)堆,于是偷偷給加拿大一個礦廠打電話咨詢購買鈾礦,卻不幸走漏了風聲,最終引來FBI上門抓人…..
這僅僅是美劇么?
現(xiàn)實中,也有可能發(fā)生.....
最近,一個名叫Jackson Oswalt的14歲的美國田納西州少年,居然在家中的閑置房間里成功造出了一套核聚變裝置....
而他制作這個反應(yīng)堆的設(shè)備,居然全都是在Ebay上淘回來的….
2005年1月19日,Oswalt出生在田納西州的孟菲斯,
從上學開始,外人眼中的Oswalt一直是個乖巧聽話,成績突出的孩子,
平日里,他玩游戲,看電視,寫作業(yè),看上去不過是個普通的學霸…..
然而,私底下,對科學知識興趣濃厚的他,
一直在偷偷地謀劃搗鼓一件大事:
像鋼鐵俠一樣,造一個小型核聚變反應(yīng)堆….
那時候的Oswalt剛滿11歲,
一個初中生就要造核聚變裝置?!
普通人聽上去就像是異想天開。
畢竟,可控核聚變裝置是最近幾十年來各國科學家一直在研究的東西,距離成功,目前還有很遠...
但是難雖難,不能因為難就遏制了小朋友的夢想不是么?
他沒有想太多,而是開始默默地開始了行動….
他把家里一個不用的舊臥室開辟出來,改裝成了自己的實驗室,然后叮叮咣咣開始搗鼓起來….
想在家里搞核聚變,起碼得知道怎么造,先搞懂核聚變的原理,以及能實現(xiàn)核聚變的各種方式。
再來就是裝置的建造....
這一系列步驟,聽上去很簡單,滿腦子晃過去的全都是各種物理學原理和設(shè)備零件。
一個普通少年,去哪搞這些?
Oswalt開始自己上網(wǎng)查資料,做筆記,設(shè)計…
在網(wǎng)上搜集資料期間,他發(fā)現(xiàn),其實民間不是不能實現(xiàn)核聚變,確實有一種名叫Fusor的裝置,能用日常能找到的東西,實現(xiàn)核聚變......
他找到了一個叫Fusor.net論壇的組織,這是一個開放式的核聚變業(yè)務(wù)愛好者論壇,
有很多對核聚變年反應(yīng)堆有興趣的愛好者,都會在論壇里交流心得,提供建議….
好了,這下方向已定,Oswalt決定,就要自己把這么一個Fusor裝置搞出來......
我們先來普及一下核聚變和Fusor裝置吧...
我們都知道,核反應(yīng)主要分核裂變和核聚變兩種。 核裂變就是普通原子彈和現(xiàn)在核電站所用的原理,由鈾元素或钚元素裂變而放出能量....
而核聚變,是由極輕的元素如氫的同位素氘與氚在超高溫和高壓下,原子核聚合而放出能量的反應(yīng)....
能做出可控核聚變,是現(xiàn)在很多科學家正在嘗試努力實現(xiàn)的目標之一.... 如果真能做成,人類未來很長時間里的能源問題,基本上可以解決了....
然而目前,可控核聚變,在世界各國都還是研究階段.....
那么,Oswalt想要實現(xiàn)的Fusor裝置又是什么?
簡單的說,這是一種可以實現(xiàn)個別原子核聚變的一種實驗裝置。
總的來說,就是用兩個金屬線做成的電籠,同時抽成真空,在之間加上上萬伏的高電壓,之后注入帶正電的離子,而電場就會不斷的加熱這些離子,形成高溫的等離子體。 如果其中正好有一些氘原子核發(fā)生碰撞的話,就會正好撞出一個核聚變來...
大概就是這樣的
用變壓器產(chǎn)生1萬伏左右的高壓,加上抽真空的真空泵。 最后產(chǎn)生等離子體。 從原理上來說,這不是特別難,但是實際制作上,還是需要設(shè)計很多知識。 電路的升壓,管路的設(shè)計,密封性的設(shè)計...... 真正要做出來,也不是一件太簡單的事情。
自從這個理論被提出之后,這么多年來已經(jīng)有很多各種民間的核愛好者,做出過這種裝置。 在自己的實驗室里產(chǎn)生了核聚變所需要的等離子體,也檢測出了個別原子的核聚變。
然而,既然這種聚變那么簡單,為什么科學界不用這種方式呢?
很簡單... 因為要用這種方式需要耗費大量的電能,而產(chǎn)生的聚變能量少的可憐甚至忽略不計。 投入的能量大于產(chǎn)出的能量。 因此這只能實現(xiàn)一下核聚變,但是沒有實際的利用價值.....
但是,
盡管這沒有實際的科學價值,
但卻確確實實可以實現(xiàn)核聚變,
成就一個年少科學家的夢想...
在捉摸透原理之后,Oswalt把自己的設(shè)想和計劃Po了上去,很快得到響應(yīng),不少人提出了一些中肯的建議,
經(jīng)過一段時間的琢磨,Oswalt確定了自己未來的路線....
2017年年初的時候,
Oswalt查看自己的設(shè)備清單,
歸根結(jié)底不都是金屬機械,螺絲,連接管道,儀表盤….
他赫然發(fā)現(xiàn),建造反應(yīng)堆的部件原理自己都懂了,就差買設(shè)備和組裝了…
即然設(shè)計圖已經(jīng)成型了,搞到零件組裝起來不久成了,而這些零件,上Ebay應(yīng)該能買到不是???
于是,Oswalt向父親求助,把自己所需要的零件和設(shè)備列了個清單,
父親在網(wǎng)上挨個下單,Oswalt喜出望外,他發(fā)現(xiàn)自己需要的零件在Ebay上基本都能配到。
在一遍組裝,一遍修正自己的零件清單之后,
在父親網(wǎng)購花掉1萬美金之后,Oswalt最終湊齊了自己所需要的零件….
在接下來的一年時間里,Oswalt進行了多次調(diào)試。
在2018年1月19日,還差幾個小時滿13周歲的Oswalt終于實驗成功,
它在裝置核心里注入少量氫氣(氫氣里99.985%的是同位素氕,能聚變的同位素氘的含量極少,但是有那么一點點也足夠發(fā)生個別的聚變了。 )
最終等離子體成功產(chǎn)生。
最終,
儀器檢測到了兩顆中子,
也就是,至少有兩顆氘原子的原子核成功發(fā)生了聚變.....
它把自己的核聚變反應(yīng)堆Po到Fusor論壇上,F(xiàn)usor論壇在仔細審查了Oswalt提交的實驗報告之后承認,
Jackson Oswalt在12歲(未滿13歲)時成功造出了自己的核聚變反應(yīng)堆,并給予了高度評價:
“你做了了不起的工作,造出了一個很棒的設(shè)備!”
不出意外,
Oswalt將成為史上年齡最小的完成了核聚變的小工程師....
不過,對于這個反應(yīng)堆,
Oswalt也無比遺憾:
“它僅僅是個概念,沒有商業(yè)價值,我消耗掉的電能比聚變產(chǎn)生的能量多多了,所以,我不可能靠它成為億萬富翁….”
其實,像Oswalt這樣獨自在家搗鼓出核反應(yīng)堆的少年不止一個,
一位名叫David Hahn的天才少年,
1996年時曾偷偷制造核裂變反應(yīng)堆。
最終,Hahn的設(shè)備被全副武裝的國家環(huán)保署(EPA)工作人員拖走,掩埋在了沙漠的深坑里…
而2008年時,另一位名叫Taylor Wilson的少年,也在14歲時獨自造出了自己的核聚變裝置(也是類似的Fusor裝置)。
多年之后,Wilson去了核能安全機構(gòu)工作,
成長為一位專業(yè)的“核能先鋒”….
憑著上網(wǎng)查資料,
和從Ebay上淘來的設(shè)備和材料,
12歲的Oswalt獨自自己成功建造出了一個核聚變裝置,
這也是一個相當不容易的成就了....
最后的最后,
Fusor裝置網(wǎng)上已經(jīng)有完善的資料和教程....
如果,
你也有興趣的話....
Ref:
https://www.thetimes.co.uk/article/jackson-oswalt-14-builds-nuclear-reactor-in-bedroom-d69xs8vw8
https://www.sciencealert.com/a-14-year-old-kid-claims-to-have-created-a-nuclear-reaction-in-his-playroom-lab