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给孩子最好的科学教育
编译 七君
当杰米·爱德华兹（Jamie Edwards）告诉校长，他想要造一个核反应堆的时候，校长马上紧张地问道，“会不会把学校炸飞啊？”
但仅仅在几个月后，13岁的杰米就成了世界上成功制造出核聚变反应堆的人中最年轻的一个。他在英国兰开夏一所中学的教室里造出了一台可以让2个氢原子变成氦原子的机器。
核聚变反应
核聚变反应是太阳的能量来源，它和核电站，以及原子弹里的核裂变反应有很大的不同。当然了，核聚变和核裂变反应都可以释放出大量的能量。核聚变反应是一种有希望成为未来的无碳能源备选项的供能方式。
杰米在英国兰开夏的中学科学实验室里建造了这个核反应堆
在 Penwortham Priory Academy 上学的杰米痴迷于辐射现象好几年了，他甚至用圣诞节的压岁钱给自己买了一台探测电离辐射强度的盖革计数器。
杰米制造核反应堆的野心是被另一个成功造出了核聚变反应堆的未成年人——14岁的美国男孩泰勒·威尔逊（Taylor Wilson）激发的。
在 TED 演讲的泰勒·威尔逊
杰米说，“我看了他的核反应堆，觉得很酷，于是决定自己亲自试一试。”
为了制造自己的核反应堆，杰米先联系了一些大学核核物理实验室，但是“他们看起来不把我当回事。”没有办法了，杰米只能联系了校长 Jim Hourigan，希望他能帮助自己。
Hourigan 并没有把杰米的心愿当成笑谈，反而给了他2千英镑的资助。
Hourigan 在接受采访时表示，“当杰米告诉我他想做这个的时候我有点紧张，但是他向我保证他不会炸掉学校。”
杰米的核聚变反应堆装置
杰米以及许多核聚变爱好者的反应堆设计实际上都来源于美国发明家、老式电子电视的发明人费罗·泰勒·法恩斯沃斯在上世纪60年代的创造发明 Fusor，以及后来的改良版本 Hirsch/Meeks Variation。
核聚变反应有严苛的条件，氢元素的2个同位素氘和氚的混合物需要被加热到极高的温度（1亿摄氏度）。
达到核聚变反应条件的一个技术叫做磁局限融合（Magnetic confinement fusion），这种方法用强磁场约束氘和氚反应物。
杰米用了另外一种方法，他的方法和泰勒·威尔逊采用的惯性静电约束技术（Inertial Electrostatic Confinement）差不多。这种方法用电场来约束反应物，将氢的同位素加热到反应条件。
杰米制造核聚变反应堆的5个步骤：
用强化金属管制造真空室；
将氚缓慢地输入真空室；
为真空室施加18 000伏的电压；
原子互相碰撞；
释放出的中子证明核聚变反应发生了。
有了资金以后，为了建造这个核聚变反应堆，杰米在亚马逊上网购了真空室、真空帮浦、钨电线、铝棒、阀门等配件。
他在 TED 演讲中提到，在安装核反应堆的过程中最大的困难是查找并填补真空室的漏洞。
不少人会担心这种核反应堆的安全性？
实际上，杰米和学校的老师已经考虑到了。在正式的核反应实验前，电子设备专家测试了机器的安全性。在建设核反应堆之前，杰米和同学老师们也参加了一家核燃料公司开设的危险评估课程。
在6个月的建设后，杰米终于赶在14岁生日前完成了核反应堆。
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BBC拍摄的杰米实施核聚变反应的过程
在一群专家和记者的注视下，他在教室中的“核辐射控制区”内按下了自己制造的核反应堆的按钮。
他认真地盯着自己的盖革计数器和中子计数器，看着它们记录着反应堆发生的变化。最终，用杰米自己的话说，他成功地“在瓶子里造出了一颗星星”。
核聚变反应发生后，校长 Jim Hourigan （左）祝贺杰米。
你大概会觉得杰米还有泰勒·威尔逊非常厉害，他们的成功无法复制吧？
实际上成功制造了核反应堆的青少年不在少数，比如，美国密歇根州的 Thiago David Olson，怀俄明州的 Conrad Farnsworth 都在18岁之前造出了核反应堆。
网络上也有不少指导自制核聚变反应堆的资料。比如，杰米的学习网站就是下面这个：
http://www.fusor.net/resources/
当然了，在国际核聚变研究巨型工程——国际热核聚变实验反应堆（ITER）的专家眼中，这个装置其实并不难做，商业用中子发生器用的就是类似的原理。
此外，他们认为，这种爱好者制造的核反应堆很难真正实现对外供能。曾经制造过类似的核反应堆的18岁少年 Conrad Farnsworth 表示，“爱好者制造的核反应堆无法真正供能，它的主要意义就是教育。”
但这对于一个13岁的孩子以及他的同龄人来说却具有里程碑式的意义。在成功制造了核聚变反应堆之后，杰米想要成为核工程师或理论物理学家。他的下一个梦想就是建造一个迷你强子对撞机。对，就是和瑞士日内瓦的欧洲核子研究组织的那台大型强子对撞机（LHC）的简装版。
在欧洲核子研究中心（CERN）的 TED 演讲的最后，杰米特别感谢了他的老师和校长，他说，“如果不是靠着一个相信学生梦想的科学老师，以及一个愿意冒险给自己机会的校长，这件事是无法实现的。对于小科学家们来说，没有什么是你们不能尝试的，，你需要的只是好奇心、意志力，以及一颗开放的心。”
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图片来源及参考资料：
互动百科
http://www.theguardian.com/science/2015/jan/09/nuclear-fusion-young-scientist-jamie-edwards-star-in-jar
http://www.iter.org/newsline/-/1876
http://www.cnet.com/news/13-year-old-builds-working-nuclear-fusion-reactor/
http://tedxcern.web.cern.ch/speakers/jamie-edwards
