一个14岁的少年能做什么?
上学,玩游戏,又或者做各种叛逆的事?
也许很难想象,有人在这个年纪就造出了核反应堆。
94年出生的他,成为了世界上第32个成功制造出核反应堆的人。
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你第一反应便是,这是不能与普通人相提并论的当代少年神童。
很多人更是将他的成就夸得天花乱坠,以至于混淆了一些概念误导大众。
实际上在信息发达的当下,他的成功也没有想象中得那么艰难。
但不可否认的是,这位少年的经历对未来他的同龄人来说有着里程碑式的意义。
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“我想要一架真正的起重机。”
5岁的泰勒·威尔逊向家人说出了自己的生日愿望。
听起来就无厘头的要求,无疑是在为难这个普通的美国家庭。
他的父亲是可乐瓶盖工厂的老板,母亲是瑜伽教师。
但为了满足他的熊愿望,父亲真就喊朋友开来了6吨的起重机。
小泰勒还坐在驾驶员的膝盖上,有模有样地摆弄着控制装置。
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不用一周,10岁的泰勒就记住了元素周期表上所有的原子序数、原子量和熔点。
一次家庭聚会上,他身穿印花实验服,手拿医用刺血针。
然后大胆地提出要给当场所有人取血,以配合他书本上的实验室。
当时大家都懵了,但耐不住他的热情,就伸出手指头让他刺了一下。
这还算什么,他11岁的时候就当着全家人的面,点燃了自制的炸药。
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一阵轰隆的声响吓坏了周围的邻居。
见到这情况,他的祖母担心他继续搞下去会出什么乱子。
为了让他引以为戒,她送了泰勒一本科幻小说《辐射童军》。
故事中一个美国男孩在自家后院建造核反应堆。
结果他因制造噪音和污染环境而被警察叔叔抓走了。
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泰勒对它迸发了无限的热情,并立志自己要造出一个核反应堆。
父亲知道后也没反对,还帮他将车库改装成实验室。
此外,他还带着泰勒去核工厂,去墨西哥的沙漠里找铀矿石等等。
他从网络上收集关于核反应堆的一切信息。
不光如此,他还收集了各种稀奇古怪与放射性相关的玩意放在车库里。
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当父母质问这些物品的安全性时,泰勒则用一堆复杂费解的术语回应。
比如平方反比定律、距离强度、时间剂量和伦琴因数等等。
如果说过去的支持是为了培养兴趣,但泰勒有点走火入魔了,可能造成危险。
于是,他的父母决定让他前往内华达州的戴维森学院上学。
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戴维森学院,一所专门为天才设立的学校
在这里,他遇见了原子物理学家罗纳德·法诺夫(Ronald Phaneuf)。
初次见面,泰勒就直言不讳地说自己想在自家车库造出核反应堆。
这可把这位教授吓坏了,但他并不想打击泰勒的信心。
所以,罗纳德便邀请他学习自己的高等核物理课程,并开放了自己的实验室。
在他的帮助下,泰勒还与一位核工程师卡尔·威利斯(Carl Willis)取得了联系。
他是世界上第十个建造过运作可控核聚变反应堆的人。
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说干就干,泰勒几乎每天都在实验室里设计核反应堆。
等到了解完理论知识后,他开始和两位前辈一起寻找设备。
他们先是找到了制造核反应堆的高真空容器,高压电源以及高压绝热器等等。
刚过14岁的生日,泰勒就顺利建造了一个可控核聚变反应堆。
一时之间,媒体将目光聚焦在他的身上,溢美之词如潮水般涌来。
这位14岁的少年在当时一举成为美国人民眼中的天才。
甚至有人将他比作是少年爱因斯坦,未来将对核事业做出重大贡献。
但也有许多质疑声纷至沓来,一个14岁的少年怎能造出核反应堆呢?
可以是可以,但他建造的核反应堆和我们理解的有出入。
我们知道核电站之所以能发电,是利用核裂变或核聚变反应(核聚变尚未实现)所释放的能量产生了电能。
这种叫做自维持可控核聚变反应堆,能持续提供能量。
但如果只是为了诱发核聚变,而非为了发电,甚至根本没尝试利用任何输出能量。
一般这被称作是可控核聚变反应堆,这也是泰勒建造而成的。
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Fusor装置
他所利用的是一种叫Fusor的核聚变技术,又被称为惯性静电约束聚变反应堆。
它是一种核聚变技术,以电场来加热等离子,以诱发核聚变。
电场对带电粒子(离子或电子)做功,就能将它加热,直到发生核聚变反应。
这种装置通常会采用球面设计,让带电粒子在其内部可以加速运动。
电场可能用线栅产生,或是由非中性的等离子云来产生。
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Fusor装置
具体说来,它是用高压电和球形电极来促使氘电离并使氘进行核碰撞,从而产生少量的中子。
由于这东西输入比输出高的多,能等同于一个中子源。
与真正实用的反应堆不同,它是一种广泛流传的“娱乐型反应堆”。
如今,能成功制造了这种核反应堆的青少年并不在少数。
比如,美国密歇根州的Thiago David Olson,怀俄明州的 Conrad Farnsworth都是在18岁之前造出了核反应堆。
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Thiago David Olson
网络上也有不少指导自制核聚变反应堆的资料。
对真正在核领域耕耘的核专家来说,这个装置其实并不难做。
比如商业用中子发生器用的就是类似的原理。
因为它很难真正实现对外供能。
但对于这位14岁少年以及他的同龄人来说,它更主要的意义是教育。
在研究核聚变的同时,泰勒产生了一个灵感:核反应堆制造能检测出武器的中子。
通过用中子扫描其中装载的货物,判断集装箱里是否有武器,从而有效防止武器走私。
两年后,泰勒设计和发明了核聚变武器探测器,并在英特尔国际科学与工程大奖赛上展出。
凭借着该发明,他还成功受到了奥巴马的接见。
此外,他还制作了利用核放射治疗癌症的仪器等。
然而以上成绩只是刚刚开始,泰勒真正想要投身的是核能事业。
众所周知,人类最主要的能源是化石能源。
但其消耗造成了严重的温室效应和环境污染,对人类的生存和可持续发展能力提出了严峻挑战。
相比之下,核能发电是一种清洁能源。
但因为技术要求较高,核能在能源生产和使用中占比较低。
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(2012年 世界电力生产来源构成图)
对于亟待解决的能源环境问题,90后的泰勒给出了自己的答案,实在是后生可畏。
2013年的TED上,他充满热情地介绍了自己将设计的小型核裂变反应堆。
这是一种功率为50—100兆瓦的小型核反应堆,将为10万个家庭稳定供电。
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实际上,很多人将小型核反应堆视为“核能工业的转折点”。
它在未来将为核能行业增添新的发展空间,开创了核能多用途的新时代。
要知道,传统核电站利用高压系统,使水蒸气带动涡轮旋转产生电力。
其电能转换效率只有30%-35%,并且每隔一年半就需要向其中填充燃料。
而泰勒设计的小型核反应堆,预计是一次燃料供给后可持续工作30年。
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根据他的构想,泰勒设计的核反应堆为全封闭式,底部的能源供给完全被埋入地下。
从理论上而言,它能最大程度地减小了事故可能造成的损害。
因为传统的核电站因在地表且高压,稍有不慎就会造成严重的核泄漏或爆炸。
比如2011日本福岛就发生了严重的核电站泄露事件。
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此外,他设计的小型核反应堆,用气体而非蒸汽驱动涡轮旋转。
这意味着反应堆系统的温度低于传统核反应堆。
倘若出现缺口的话,不会喷出任何东西,使得小型核堆更加安全。
当然,这些只是泰勒的设想,实践还有一定的距离。
但不要紧,泰勒现在也才25岁而已。而他也于2017年成为一个专注于执行改善世界的项目中的一员。
需要再次重申的是,泰勒小型核反应堆的设想是利用核裂变发电。
显然,一些报道将它和他14岁时建造的可控核聚变反应堆混在了一起。
于是,就有了90后少年即将攻克核聚变发电这一世界级难题的噱头。
所以,当这样误导的报道出来时,难怪都会打上一串串问号。
要知道,核聚变发电是国际热核聚变实验反应堆项目ITER正在研究的事。
尽管没有媒体上报道的那么传奇,但泰勒还是比同龄人厉害了很多。
当他的父亲在谈到泰勒的教育时说道:泰勒基本是靠互联网上不断自学的。
诚然,如果没有当初家人以及身边人的大力支持,他的成材之路也没那么顺畅吧。
*参考资料
Taylor Wilson.wikipedia.on 23 February 2019, at 17:08 (UTC).
Fursor.Nuclear fusion.Wikipedia.on 25 February 2019, at 18:10 (UTC).
戴维森学院的天才聚变小子泰勒·威尔逊 2012-04-03 12:04:52 来源: 网易探索
小型核反应堆开创“核能新时代”.中国能源报.2013-04-10