让城市与科学的对话,从青少年开始,从课堂出发。
如何扎实推进中小学科学教育,厚植青少年科学素养?成都市教育局选择把科学家请进校园,让前沿科技与青春课堂面对面。
自今年9月起,成都市“科学大讲堂·对话未来”科学家校园行科学教育活动正式启幕,活动聚焦八大前沿科研领域,全域布局,覆盖航空航天、科技考古、脑科学与医学科普、低碳清洁能源、轨道交通、医疗科学、人工智能、低空航空科创,全方位适配小学高段至高中全学段育人需求,让不同年龄段的孩子都能触摸到科学最前沿的脉搏。
10月30日,第三场活动在金堂中学举行,活动由成都市教育局主办,成都市教育科学研究院、成都市教育技术装备管理中心指导,金堂县教育局承办。该场活动以“低碳清洁能源”为主题,旨在将前沿能源科普资源送进县市新城校园,让探索未知、追逐梦想的信念在青春校园里生根发芽。
“同学们,你们知道太阳为什么能发光发热吗?我们能不能在地球上‘造一个太阳’?”
活动开始前,本场嘉宾郑雪和学生们就开启了暖场互动。郑雪是“人造太阳”博士宣讲团团长,同时长期深耕可控核聚变科普一线。
她以《“人造太阳”:人类未来的终极能源梦想》为主题,讲授了核聚变的原理、特征,核聚变可控的操作方法、经典模型结构以及我国在人造太阳能方面取得的卓越科技成就。同时对核聚变基本原理、聚变发展战略规划、未来能源产业等板块进行深入浅出的分享,用生动的语言将复杂的等离子体物理化为可感可知的日常经验,将晦涩难懂的等离子体物理知识转化为生活化的实例,让“人造太阳” 这项尖端科技褪去距离感,变得生动易懂。
郑雪从太阳发光发热的原理讲起,将“人造太阳”的科学图景层层展开。她解释道,太阳核心在极高温度和压力下,将氢原子核“揉”在一起聚合成氦原子核,释放巨大能量;可控核聚变正是模拟这一机制,在地球上创造清洁、近乎取之不尽的能源。
“聚变的燃料从哪里来?”郑雪也告诉同学们,主要燃料氘可以从海水中提取,一升海水所含的氘聚变后释放的能量,相当于数百升汽油,且运行过程不排放二氧化碳,不产生长寿命放射性核废料,被视为人类未来的理想能源。
不过要让聚变发生并不容易。郑雪对此介绍,实现聚变需要同时满足三个严苛条件——
上亿摄氏度的温度、足够的等离子体密度,以及足够长的能量约束时间。目前主流技术路线中,磁约束利用强磁场编织“无形笼子”,托住上亿摄氏度的高温等离子体,使其不与容器壁接触。郑雪还结合中核集团核工业西南物理研究院的科研实践,介绍了中国环流三号等装置的攻关进展,让同学们感受到“大国重器”背后几代科研人的接力与坚守。
现场,同学们也争先恐后地举手提问,求知氛围十分浓厚。
金堂中学一位学生问道:“郑老师,核聚变会不会像核裂变一样产生长期放射性废物?它安全吗?”郑雪也耐心解答,用通俗易懂的比喻把复杂原理讲得明明白白。聚变反应的产物是氦和中子,不产生长寿命放射性核废料;而且聚变反应条件极其苛刻,一旦条件被破坏,反应会瞬间停止,本质上是安全的。
而另一位同学则更关心时间表:“我们什么时候能用上聚变发的电?”郑雪也坦诚回应,科学界正朝着“工程实验堆—商业示范堆—商业堆”的路径稳步推进,我国计划2035年建成首个工程实验堆,2045年建成首个商用示范堆。
“就像跑一场马拉松,既要有博尔特的速度,还得能坚持到终点。”她借用这个比喻,鼓励同学们保持对前沿科技的好奇心,未来或许就坐在聚变控制台前。
不少同学听完后纷纷感慨:“原来‘人造太阳’不是真的在天上再造一个太阳,而是把太阳的能量方式搬到地球上!”“以前觉得核聚变离我们很远,今天才发现它关系着我们未来的电从哪里来。这堂课让我对清洁能源有了更深的了解,也让我对科学有了更大的兴趣。”
讲座尾声,郑雪还提到:“人造太阳点亮的是人类能源梦想,而点燃这个梦想的,正是一代又一代年轻人。”她鼓励同学们打好数理化基础,保持提问的习惯,未来投身聚变事业。
作为“人造太阳”博士宣讲团的团长,郑雪和团队长期致力于将聚变科学送入校园。该宣讲团面向全国中小学持续开展《人造太阳,点亮人类能源梦想》专题科普讲座,此前已经走进港澳校园及多所高校,用原创动画、装置模型和趣味实验让硬核科技变得可感可知。
从“追风列车”轨道交通专场,再到“人造太阳”低碳清洁能源专场,“科学大讲堂·对话未来”科学家校园行活动,通过一场场面对面的科创对话,把本地优质科研资源转化为中小学科学教育的鲜活素材。
据悉,“科学大讲堂·对话未来”科学家校园行活动还将持续走进更多校园,围绕人工智能、低空航空科创、脑科学与医学科普等前沿领域,邀请更多科学家与青少年面对面交流,让科学的种子在更多孩子心中生根发芽。当崇尚科学的精神融入青少年的成长底色,这一系列科普活动的价值早已超越单场讲座本身,潜移默化塑造着新一代年轻人的科学品格。
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