13歲的少年，用6個月、2萬元成功製造了一個核反應堆

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以下文章來自答主運營的微信公眾號「把科學帶回家」的原創文章。

原創：TEDxCERN等

編譯 七君

當傑米·愛德華茲（Jamie Edwards）告訴校長，他想要造一個核反應堆的時候，校長馬上緊張地問道，「會不會把學校炸飛啊？」

但僅僅在幾個月後，13歲的傑米就成了世界上成功製造出核聚變反應堆的人中最年輕的一個。他在英國蘭開夏一所中學的教室里造出了一台可以讓2個氫原子變成氦原子的機器。

核聚變反應

核聚變反應是太陽的能量來源，它和核電站，以及原子彈里的核裂變反應有很大的不同。當然了，核聚變和核裂變反應都可以釋放出大量的能量。核聚變反應是一種有希望成為未來的無碳能源備選項的供能方式。

傑米在英國蘭開夏的中學科學實驗室里建造了這個核反應堆

在 Penwortham Priory Academy 上學的傑米痴迷於輻射現象好幾年了，他甚至用聖誕節的壓歲錢給自己買了一台探測電離輻射強度的蓋革計數器。

傑米製造核反應堆的野心是被另一個成功造出了核聚變反應堆的未成年人——14歲的美國男孩泰勒·威爾遜（Taylor Wilson）激發的。

在 TED 演講的泰勒·威爾遜

傑米說，「我看了他的核反應堆，覺得很酷，於是決定自己親自試一試。」

為了製造自己的核反應堆，傑米先聯繫了一些大學核核物理實驗室，但是「他們看起來不把我當回事。」沒有辦法了，傑米只能聯繫了校長 Jim Hourigan，希望他能幫助自己。

Hourigan 並沒有把傑米的心愿當成笑談，反而給了他2千英鎊的資助。

Hourigan 在接受採訪時表示，「當傑米告訴我他想做這個的時候我有點緊張，但是他向我保證他不會炸掉學校。」

傑米的核聚變反應堆裝置

傑米以及許多核聚變愛好者的反應堆設計實際上都來源於美國發明家、老式電子電視的發明人費羅·泰勒·法恩斯沃斯在上世紀60年代的創造發明 Fusor，以及後來的改良版本 Hirsch/Meeks Variation。

核聚變反應有嚴苛的條件，氫元素的2個同位素氘和氚的混合物需要被加熱到極高的溫度（1億攝氏度）。

達到核聚變反應條件的一個技術叫做磁局限融合（Magnetic confinement fusion），這種方法用強磁場約束氘和氚反應物。

傑米用了另外一種方法，他的方法和泰勒·威爾遜採用的慣性靜電約束技術（Inertial Electrostatic Confinement）差不多。這種方法用電場來約束反應物，將氫的同位素加熱到反應條件。

傑米製造核聚變反應堆的5個步驟：

用強化金屬管製造真空室；

將氚緩慢地輸入真空室；

為真空室施加18 000伏的電壓；

原子互相碰撞；

釋放出的中子證明核聚變反應發生了。

有了資金以後，為了建造這個核聚變反應堆，傑米在亞馬遜上網購了真空室、真空幫浦、鎢電線、鋁棒、閥門等配件。

他在 TED 演講中提到，在安裝核反應堆的過程中最大的困難是查找並填補真空室的漏洞。

不少人會擔心這種核反應堆的安全性？

實際上，傑米和學校的老師已經考慮到了。在正式的核反應實驗前，電子設備專家測試了機器的安全性。在建設核反應堆之前，傑米和同學老師們也參加了一家核燃料公司開設的危險評估課程。

在6個月的建設後，傑米終於趕在14歲生日前完成了核反應堆。