阳光的热能收集到多少——聚集阳光的最高记录

你也许认为,用太阳能可以熔炼高熔点金属，能把太阳能炉加热到3500摄氏度,这已经是非常不容易的了。但科学家们就像体育运动员创造世界纪录一样,也想在阳光的聚集上创造世界纪录,建造温度更高的太阳能炉。

用聚集的阳光到底能达到多高的温度呢?据科学家测量太阳与地球的距离大约为15000万千米。太阳中心的温度估计可达1500万摄氏度，表面温度约有6000摄氏度。太阳每分钟向外辐射的能量是个天文数字，约为23.446x10∧27焦。当然太阳辐射的能量是向宇宙四面八方发射的,能到达地球的能量很少,大约只有它的总辐射量的二十多亿分之一,其中大部分能量还被大气层反射和吸收掉了,有的变成风、雨、雷、电等,真正辐射到地球陆地上的能量大约为17万亿千瓦。即使这样,这个数字也是相当惊人的。因此科学家们认为,只要能把太阳赐予的这些能量聚集起来,肯定能创造出高温纪录。

继那位法国科学家朗特比创造出温度高达3500摄氏度的太阳能炉后,前苏联和美国的科学家也不甘落后。1988年,前苏联的科学家也在乌兹别克的帕尔肯特地区(这里的日照时间较长)建造了一座生产耐热材料的太阳能熔炼炉。阳光聚集装置建在一个山顶上，呈阶梯形，共8个台阶,由62块大型向日镜组成一个高达54米的抛物面大型阳光收集系统。这些向日镜由计算机控制，从日出到日落，就像向日葵似的跟踪着太阳。熔炼炉则建在山脚下,形状像一个巨大的鱼雷，由62块向日镜接收的日光用光导纤维传送到太阳能熔炼炉的炉膛,用来生产纯度很高的高温材料。但可惜,它能达到的温度也只有3000多摄氏度。原因是阳光的聚集量仍然不够。

大约在同一时间美国芝加哥大学的物理学家罗兰温斯顿领导的一个科研小组,也在研究如何最大限度地聚集太阳光的问题。他们分析了影响阳光收集的各种因素，认为要想使收集的阳光高度地集中必须在反射镜上下功夫。经过反复试验，他们终于研制出一种新型反射镜和阳光收集新技术，使聚集的阳光达到了投射到地面的普通阳光强度的6万倍，竟与太阳表面能量的强度不相上下(即在焦点处的温度可接近6000摄氏度)。这种反射镜可以为空间通信、材料加工及激光器提供能量和动力。

1988年2月12日,在芝加哥大学一幢楼的楼顶上温斯顿进行了一次现场表演。他通过一个直径0.4米的涂有银的玻璃镜,把阳光反射到一个经过精密加工的银锥体上,银锥体里面含有对光线起折射作用的油,油是使阳光高度聚集的一种关键物质。这个银锥体把阳光聚集起来后可使焦点的直径从1厘米缩小到1毫米,从而使能量密度达到每平方厘米5000瓦。这一能量密度已超过了激光器激发激光的临界强度,可以为分离铀同位素的激光器提供能量。阳光中聚集的紫外线,还能改变金属和其他材料的分子结构,生产出高强度的航空航天材料。至此,对太阳光热能的利用,已进人高科技的范畴了。