向气泡要能源 永泰能源
如果有人告诉你,一个烧杯里正在翻腾的气泡内部温度已经超过10000万摄氏度,你会不会认定对方的神经方面一定出了什么问题?但是,目前美国一些科学家却极为看好这些小气泡,还联合多所著名学府成立了一个研究集团,来开发这些小气泡,以替代石油、天然气、煤炭和核能等能源。
探索从此起步
其实,早在1917年,著名的英国物理学家瑞利勋爵对皇家海军舰艇老化过快的异常现象进行研究时,就发现战舰的螺旋浆在水中搅动产生大量气泡,对船体和推进器形成强烈腐蚀。身为流体和气体力学方面的专家,瑞利勋爵很快就找到了症结所在:螺旋桨转动产生的声波在水中传递(即形成低压区与高压区),在舰船行进的轨迹中生成大量气泡(就好比打开香槟酒瓶后瓶内气压降低产生的气泡)。
根据这位英国物理学家用来描述该现象演进的方程,这些微小的气泡首先向外膨胀,然后在瞬间向心爆裂。这样一来,所有的能量在极小的范围内集中释放,导致温度大幅上升。更有甚者,根据瑞利勋爵方程的解,这一温度会达到无限高。然而这却是一个不可能在实际中出现的“特例”。既然理论仿佛无法正确描述现实,解决这一疑案的任务便落到了实验物理学家身上。
小气泡学问大
不幸的是,最初的实验室工作反倒加深了这一谜团。1930年,科隆一所实验室的德国物理学家们发现,当人耳不能察觉的超声波(频率在20000Hz)穿过液体时,气泡随即坍塌到一个非常小的体积,内部的温度超过1000万摄氏度,在这一过程中会发出瞬间的闪光,这种现象被称为“声致发光”。< ……此处隐藏3787个字…… 可行方法。
现在,我们找到了科学家们感到兴奋的原因:因为如果真的有聚变发生的话,那就是一个新的能量来源。现今的裂变式核电是没有出路的,放射性污染威胁,全球铀矿储量根本不足以维持其长期运转,废料处理成本高昂(其实是根本无法处理),长期的心理压力,甚至将影响当地和国家的经济发现。清洁无污染的聚变式电站才是出路。
发展前景广阔
争论持续至今,越来越多的物理学家开始承认微型气泡中这种“气泡核聚变”的存在。但它蕴藏的风险也渐渐显露:它会产生氚,哪怕为数不多,终归是为氢弹(主要配方就是氚和氘)的制造提供了便利。
不过还好,引爆氢弹所需的核裂变反应来自原子弹,这并不是人人都能拥有的。尽管如此,这还是引起了美国国防部高级研究计划局(DARPA)的担心。该机构推出了一个资助计划,希望所有支持及质疑“气泡核聚变”的研究团队都来解答这样一个问题:以简陋的设备、不到100万美元的资金获得制造氢弹所需的氚,可能吗?
答案将在几年后揭晓。不过在那一刻来临之前,这些小气泡仍将继续激起层层波澜。
另外,在开发声致发光现象的能源潜力之前,物理学家们已为它找到了其他应用领域。这些小气泡将首先服务于医学:从消除肾结石到去脂手术,再到医学成像,不乏用武之地。这些应用的根本依据就在于人体饱含液体,为超声波的传递提供了良好的条件。因此,我们便可以利用蕴涵在这些小气泡中的能量消除某些组织,比如粉碎肾结石,摧毁脂肪细胞等。目前棘手的是人体各个器官对超声波的吸收程度不一,很难把超声波聚焦到某个特定的组织区域。
