春分工程|《原子弹、核电站和人造太阳——核能的过去、现在和未来》——人文学院“科学与人文”科普讲座走进北京教育科学研究院附属石景山实验学校（南校区）
2024年6月4日，中国科学院大学“春分工程•青少年科普专项行动科普讲座”在北京教育科学研究院附属石景山实验学校（南校区）成功举行。中国科学院大学人文学院科学技术史硕士研究生张金淼担任主讲人，以《原子弹、核电站和人造太阳——核能的过去、现在和未来》为题，分享了原子核物理学科的发展与应用。
张金淼巧妙地运用了三个震撼人心的短视频，分别展示了1964年中国首次原子弹爆炸的壮观场景、俄罗斯列宁格勒核电站的外部设计与内部结构以及我国新一代人造太阳——中国环流三号的运行画面，为同学们揭开了原子弹、核电站和人造太阳的神秘面纱。这一创新的教学方式激发了同学们浓厚的兴趣，他们纷纷举手提问，课堂气氛异常活跃。有的同学好奇地问：“原子弹爆炸都会有蘑菇云吗？”这个问题显示出他对原子弹爆炸现象的直观认识，同时也表达了他对了解这一现象背后科学原理的渴望。另一个同学则关心起核电站的运行情况，问道：“核电站里都有人吗？”这个问题反映出他对核电站安全性和人员配置的关注。还有一位同学对等离子体产生了浓厚兴趣，好奇地问：“等离子体都是紫色的吗？”这个问题展示了她对等离子体这一特殊物质状态的求知欲望。
在课程的第一部分，张金淼深入浅出地介绍了原子弹的研发历史。她将原子核物理学科的发展与第二次世界大战对科学家的影响相结合，生动地讲述了科学和军事如何共同影响了原子弹的诞生。她特别强调了曼哈顿计划的重要性，并借用《奥本海默》电影进行讲解。接着，张金淼以中国的视角，向同学们讲述了我国“两弹一星”的故事。她还向同学们推荐了中国科学院与“两弹一星”纪念馆，鼓励他们亲自去参观学习，深入了解我国在核能与航天领域的历史和成就。通过她的精彩讲解，同学们不仅对原子弹的研发历史有了更深入的了解，还对我国在核能与航天领域的辉煌成就感到自豪。这激发了他们对科学探索的热情，培养了他们的爱国主义情怀。
在课堂的第二部分，张金淼介绍了核电站的工作原理以及其分布和使用情况。她运用生动的“烧开水”比喻，简明扼要地解释了核能发电的基本原理，使得复杂的科学概念变得易于理解。随后，张金淼通过地图展示了中国核电站的分布情况，同学们可以清晰地看到核电站主要集中在沿海地区。她还列举了各国核电发电量在总发电量中的占比数据，用事实说明了核能作为一种清洁、高效的能源，其重要性日益凸显。
在课堂的第三部分，张金淼向同学们介绍了人造太阳的先进概念、显著优点以及实现上亿度高温的技术挑战，并讲解了目前全球最大的人造太阳项目——ITER的基本情况。在深入探讨之前，张金淼启发同学们思考，询问他们知道哪些能源形式。同学们积极回应，列举了“石油”、“风能”、“太阳能”、“水能”等多种能源。张金淼随后指出，尽管这些能源在人类社会中发挥着重要作用，但它们都存在一定的局限性，比如燃烧石油会产生温室气体二氧化碳。她告诉同学们，人类一直在寻找更完美、更清洁、更高效的能源替代品，而人造太阳就是科学家们为实现这一目标而努力的方向。张金淼接着解释，人造太阳并不是在太空中复制一颗真正的太阳，而是通过模仿太阳产生光和热的基本过程——即氘和氚的聚变反应——来产生能量。她强调了聚变能源的巨大潜力，它不仅效率极高，不产生长寿命放射性核废料，而且出现故障反应自动停止，安全得到了保障。
在最后的结语环节，张金淼介绍了磁约束可控核聚变领域中国参与国际交流的情况，并勉励对此感兴趣的同学们未来从事相关研究。其后她分享了《流浪地球》电影的预告片，通过介绍其中的核心设备——行星推动机运用的就是人造太阳的原理，鼓励大家畅想核聚变的未来。在课程的最后，张金淼向大家介绍了中国在磁约束可控核聚变领域的国际交流情况，并鼓励对这一领域感兴趣的同学们未来积极投身相关研究，为人类的能源贡献自己的力量。
在课程结束后，同学们纷纷分享了他们的心得体会。他们表示，通过这堂课，他们了解了人造太阳的概念和原理，知道了第二次世界大战对原子弹研发的影响，学习了核聚变和核裂变的基本知识。同学们也认识到了原子弹和氢弹都属于核弹的范畴，而“两弹一星”具体是指核弹、导弹与人造地球卫星。此外，他们还了解到切尔诺比利核电站事故的严重后果，对核能安全有了更加深刻的认识。这堂课不仅丰富了同学们的知识，也激发了他们对科学探索的兴趣和热情。
