【菜科解读】

　近年来，各国争先恐后的开始了探月旅程，就连近些年很少探月的美国也开开始关注月球，月球到底有什么魔力吸引着人们?科学家表示，各国急于探月，是因为在月球存在着一笔十分惊人的宝藏。

　　探月既是人类的进步，更是一个国家科技创新的体现。

从美国的阿波罗计划谈到中国的探月工程，时隔30多年，美国为何要重返月球?月球上能源丰富，具有重大军事战略地位，成为各国争相建立军事基地的新平台。

　　总有一天人类会在月球开采矿产资源，而谁先开采谁就先获益。

比如月球上的钛元素分布在四分之一的土地上，面积相当于一个中国的面积大小。

　　铀、钍、稀土含量远比地球上多得多，中国的稀土矿藏为世界之最，然而月球上的稀土是中国稀土量的几十万倍。

土壤样品经分析后发现，其中含有大量地球上稀有的金属钛，这些物质可被用于超音速喷气机和宇宙飞船上;另一些硬金属，如锆，铱、铍的含量也很丰富。

　　月球永远都是一面朝向我们，这一面习惯上被我们称为正面。

另外一面，除了在月面边沿附近的区域因天秤动而中间可见以外，月球的背面绝大部分不能从地球看见。

　　在没有探测器的年代，月球的背面一直是个未知的世界。

直到目前，月球依然有诸多谜团未能解开。

　　在阿波罗探险过程中，废弃的火箭第三节推进器会轰地一下撞在月球表面。

据美国航空航天局的文件记载，每一次这样的响声，听起来仿佛是一个大铃铛的声音。

　　当登月人员降落在颜色特别黑的平原上时，他们发现要在月球表面钻孔十分困难。

　　月面岩石样其中还含有纯铁颗粒，这些纯铁颗粒在地球上放了7年还不生锈。

在科学世界里，不生锈的纯铁是闻所未闻的。

月球表面有许多地方覆盖着一层玻璃状的物质，这表明，月球表面似乎被炽热的火球烧灼过。

　这层玻璃状物质并不是巨大的陨星的撞击产生的，这是太阳的爆炸某种微型新星状态产生的后果。

　　中国在探月工程上自然不会落后，而且铁了心的一定要抢到手。

观察人士说，中国对在月球上开采一种稀有的氦同位素一事的态度日益认真起来。

　　外媒称，这种努力曾被轻视为科幻小说中的玩意儿——在很大程度上是因为的确如此。

一些人认为，这种氦同位素能满足全球至少一万年的能源需求。

　　据英国媒体8月5日报道，领导目前世界上唯一全面展开的探月项目的中国科学家说，氦-3核聚变能够"解决至少一万年的能源需求"。

　　太阳持续不断释放氦-3。

地球的磁场和厚厚的大气层几乎使氦-3无法抵达地球表面，但月球数十亿年来一直在积聚氦-3。

　报道称，中国迫切需要更多能源为其经济助力，但因为很多城市被笼罩在污染中喘不过气来，中国已负担不起进一步发展煤电的代价。

　　台湾淡江大学博士生法布里齐奥·博扎托最近撰文称："大陆似乎决定使(到月球上采矿)成为明天的现实。

"他还写道："大陆称其月球采矿活动将有利于全人类。

然而考虑到缺少有此意向的竞争者，也有人猜测大陆意欲形成氦-3垄断。

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　　对开采月球资源感兴趣的不止中国一家。

美国航天局每年都举行一次机器人采矿竞赛，谷歌公司则为月球X大奖提供赞助，如果能让一个机器人登上月球并行走500米，就能获得数千万美元奖金。

　　诺丁汉大学未来学家克里斯托弗·巴纳特说，不应对在月球上开采氦-3的前景过于消极。

他说："这是一个谁来投资的问题。

"中国处于最佳位置，因为中国不受制于选举周期，而且财力雄厚。

　　马拉德空间科学实验室行星科学部门负责人安德鲁·科茨对利用氦-3的可行性提出了质疑。

至少，地球与月球之间的运输方式尚不完善。

他说："我们在地球上尚未实现聚变发电。

这是一个好主意，但还是空中楼阁。

"

　　然而，在采矿业中，永远有人存此希望。

RFC安布里安集团的专家乔纳森·威廉斯说，围绕利用空间矿产资源的投机活动不过是一系列空想生意中的最新一桩。

他说："我还记得有公司提出要派潜艇去寻找沉没军舰上的黄金。

"

托卡马克：人造太阳的 “磁约束熔炉”

一、名字与起源名称含义：俄语缩写，全称 “环形真空室磁线圈装置”（环形 toroidal、真空室 kamera、磁 magnit、线圈 kotushka）。

诞生：1950 年代由苏联库尔恰托夫研究所发明，1954 年建成首个装置 T-1，1968 年 T-3 装置突破关键温度，奠定主流地位。

二、核心原理：磁场 “牢笼” 困住上亿度等离子体核聚变需要1 亿℃+高温，没有任何材料能直接接触，托卡马克用磁约束解决：环形真空室：形似 “轮胎”，内部抽成真空，注入氘氚燃料（氢同位素）。

三重磁场约束环向磁场：外部环形线圈通电，产生绕真空室的 “跑道型” 磁场，防止粒子径向逃逸。

极向磁场：中心螺线管线圈（变压器初级）感应出等离子体电流（变压器次级），电流产生垂直方向磁场，约束粒子纵向运动。

螺旋磁场：两种磁场叠加，形成螺旋形磁力线，让等离子体粒子沿磁力线螺旋运动，牢牢锁在中心，不碰内壁。

加热到聚变温度欧姆加热：等离子体电流自身电阻产热（类似电炉丝）。

辅助加热：微波、中性束注入（高速氢原子束），把等离子体从千万度加热到 1 亿℃以上，满足氘氚聚变条件。

聚变反应与能量输出氘 + 氚氦 + 高能中子 +17.6MeV 能量。

带点粒子（氦核）被磁场约束，维持高温；

不带电中子穿透磁场，撞击内壁 “包层”（锂材料），动能转化为热能，加热水成蒸汽，驱动发电机发电。

副产品：氦气（无放射性），锂受中子轰击还能再生氚，形成燃料闭环。

三、关键结构真空室：环形，耐高温、防杂质污染。

磁体系统：环向线圈、中心螺线管、极向线圈，多为超导材料（如铌钛合金），降低能耗。

包层：内壁核心部件，承担能量捕获 + 氚增殖双重任务。

偏滤器：排出杂质和废热，保护真空室。

四、代表装置EAST（东方超环，中国）：世界首个全超导托卡马克，2021 年实现1.2 亿℃维持 403 秒，稳态运行全球领先。

EAST东方超环托卡马克装置ITER（国际热核聚变实验堆，法国）：全球 7 方（中、欧、美、俄、日、韩、印）共建，人类最大托卡马克，目标 2035 年首次氘氚聚变，实现输出能量 > 输入能量（Q>10）。

ITER国际热核聚变实验堆JET（欧盟）：历史最久的大型托卡马克，1997 年创下Q=0.67（输出 / 输入）纪录。

五、核心挑战稳态约束难：上亿度等离子体易失控、逃逸，需长期稳定约束（目标数千秒）。

能量增益低：目前实验Q 输出），需突破Q>10才能商业化。

材料寿命短：中子轰击、高温等离子体冲击，内壁材料易损伤。

氚自持难：氚天然稀缺，需高效增殖技术实现燃料自给。

六、优势与前景优势：燃料（氘）取自海水，储量几乎无限；

无碳排放，放射性废料极少（远低于裂变），安全性高。

前景：若 2035 年 ITER 达成目标，2050 年前后有望建成首座商业聚变电站，彻底解决人类能源危机。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳

目前，全球已有多个科研机构正在加紧实施人造黑洞项目，黑洞吞噬地球，甚至黑洞吞噬太阳的可能性，都可能通过人造黑洞模拟来加以验证。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 据了解，人造黑洞的设想最早提出于20世纪80年代，由加拿大不列颠哥伦比亚大学的威廉-昂鲁教授提出，他认为声波在流体中的表现与光在黑洞中的表现非常相似，如果使流体的速度超过声速，那么就可以在该流体中建立一个人造黑洞。

美国加州大学物理学教授史蒂夫-吉汀斯是这方面的专家，他对人造黑洞进行了认真分析，他认为：人造黑洞毁灭地球的理论纯粹是小说和电影里的虚构，真正的粒子碰撞制造出的人造黑洞不可能吞噬地球。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 粒子加速器，也被称之为大型强子对撞机(LHC)。

位于法国和瑞士交界处的世界上最大的粒子物理研究中心欧洲核子研究中心(CERN)已经开始在一个将近17英里长的圆形隧道里面建造这个被人们称之为世界最大的"黑洞工厂"的装置。

吉汀斯教授在报告中称，欧洲的科学家很快就会利用粒子加速器制造出人造黑洞。

目前欧洲核子研究中心的蒙加诺教授与吉汀斯教授的科研小组进行合作正在建设建设世界上最大的粒子加速器(对撞机)，而这个粒子加速器(大型强子对撞机)是世界上最先进的粒子研究工具，项目耗资80亿美元，历时14年之久，汇集了世界各地最著名的物理学家。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 科学家们将在实验中撞击质子，模拟宇宙大爆炸后一万亿分之一秒内的能量和条件，接着细致分析撞击产生的残骸，用以探求物质本质的线索和自然中新的力量和平衡。

吉汀斯认为，今年夏天如果人类首次制造出人造黑洞，也不会产生什么重大影响。

吉汀斯和蒙加诺两位教授在进行深入研究后得出结论：利用粒子碰撞产生的黑洞是无害的。

因为，所有的黑洞都要释放出宇宙射线，小的黑洞所释放的物质要远远多于其吸收的物质，因此，在它们吸收物质之前自己就早已瞬间蒸发了。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 事实上整个宇宙原本就是一个类似的粒子对撞机器，具有高能量的宇宙射线和粒子会经常碰撞在地球的大气表层、太阳或者是其它的白矮星和中子星的表面，每时每刻都在发生着这样的粒子碰撞。

如果这些粒子碰撞会产生危险的话，天文学家很早就会发现这一现象并对其展开研究。

其实一直以来地球就沐浴在足够可以形成黑洞的宇宙射线和粒子对撞之下，但地球一直也都没有被摧毁。

而且，几乎所有粒子加速器生成的黑洞都必须达到足够的速度才能逃脱地球的重力，即使一年生产出1000万个黑洞，也大约只能捕捉到其中的10个，让它们围绕加速器中心运转。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 而这些被捕捉到的黑洞又是如此的渺小，假设让它穿过一块相当于地球到月球距离厚度的铁块，它也不会撞倒任何东西。

它们吞噬一个质子也需要大约100小时的时间。

一个这样的黑洞吞噬100个质子大约需要花费一年的时间，因此，要吞噬1毫克地球物质就需要花费比宇宙年龄还要长的时间。

科学家表示，假如大型强子对撞机(LHC)在今年生产出了黑洞，那么它就证明了宇宙确实存在除空间和时间以外的维度。

吉汀斯承认，地球的未来以及人类的生命安全和健康都令每位科学家非常担忧。

特别是关于人造黑洞风险的争论，现在已经是一个非常具有争议的物理话题。

黑洞里面是什么？人造黑洞或可模拟黑洞吃太阳 特别是已经有科学家指出，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机产生黑洞的风险足以吞噬地球，或者将产生一类名为"奇异微子"(Strangelet)的粒子，将地球变成一团沉寂、收缩的"奇异物质"。

还有很多政治家担心这种人造黑洞的技术被恐怖分子利用，成为继原子弹和氢弹之后人类最具有毁灭性的武器。

但是，吉汀斯肯定的说：现代物理学无法在地球上制造出具有破坏性的黑洞。

"欧洲建立大型强子对撞机(简称LHC)，是为了揭开宇宙大爆炸之谜，而不是制造黑洞毁灭地球。

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