可控核裂變事故已經(jīng)很可怕了(切爾諾貝利,福島) ,科學家為什么還要研究可控核聚變?:人類在數(shù)百萬年前誕生之后,通過一步步進化和發(fā)展,在5000年前踏入了人類文
人類在數(shù)百萬年前誕生之后,通過一步步進化和發(fā)展,在5000年前踏入了人類文明。雖然人類文明在5000年前就出現(xiàn)了,但是其發(fā)展速度并不快,數(shù)千年的時間里,人類文明一直都處于手工時代,冷兵器時代。人們的生活也沒有得到多大的改善。
真正決定人類命運的是300年前第一次工業(yè)革命的開始,18世紀60年代,人類開啟了第一次工業(yè)革命,同時也標志著人類走進了科技發(fā)展的道路,擺脫了過去手工時代,開始向機器時代發(fā)展。
隨著人類走進科技發(fā)展的道路之后,人類文明終于迎來了飛速的發(fā)展,雖然只短短發(fā)展了300多年的科技,但是取得的成果是巨大的,人們的生活質(zhì)量越來越高,同時人類也實現(xiàn)了飛天的夢想,走出地球開始探索宇宙。
人類科技的快速發(fā)展其實也是能源的快速發(fā)展,從人類誕生的那一天起,已經(jīng)開始在利用大自然留給我們的資源,只不過古時候的人們對資源的利用率非常低。直到人類走進科技時代,對資源才開始大量利用。不斷將地球的資源轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,促進科技的快速發(fā)展。
科技時代其實也是能源時代,科技想要不斷進步,那么在能源方面的應用就要不斷提升。人類走進科技時代到現(xiàn)在的300多年里,應用的還是大自然留給我們的不可再生資源,這些資源都是地球在漫長的歲月里,通過地殼運動不斷形成的,比如,煤炭,石油,天然氣等。
這些傳統(tǒng)能源有兩個缺點,一個是它們的資源是有限的,是不可再生的,用一點少一點,用完就沒有了。另一個缺點就是它們的污染比較大,傳統(tǒng)能源在燃燒的時候會釋放出二氧化碳以及其它的有毒氣體,不管是二氧化碳還是其它的有毒氣體,都會對地球的生態(tài)環(huán)境不斷造成破壞。
現(xiàn)在全球氣溫的不斷升高,自然災害的不斷增加,原因就是生態(tài)正在不斷被破壞,而生態(tài)的破壞主要原因就是傳統(tǒng)化學燃燒的大量使用。而且,人類現(xiàn)在的科技發(fā)展明顯開始放緩,主要原因就是沒有更強大的新能源出現(xiàn),因此,人類的科技想要再發(fā)生飛躍式進步,需要一種能夠完全取代傳統(tǒng)能源的新能源出現(xiàn),那么這個能源是什么呢?
可能很多人已經(jīng)想到了,這個能源就是科學家一直在研究探索的可控核聚變技術?赡苡腥藭䥺柫耍簽槭裁纯茖W家要積極探索研究核聚變技術?主要的原因有兩個,第一個是為了保護地球,讓人類文明能夠延續(xù)下去。相信大家都可以看到現(xiàn)在的地球生態(tài)環(huán)境惡化速度是非?斓,大氣二氧化碳含量每年都在創(chuàng)新高,全球氣溫也在不斷升高。
一旦地球的生態(tài)徹底崩潰,那么等待地球的將是不可逆轉(zhuǎn)的生態(tài)修復,慢慢地球有可能會變成像火星那樣的荒蕪星球。一旦地球生態(tài)徹底壞掉,成為了無法適應人類生存的環(huán)境,那人類將何去何從?可能有人會說,我們可以移民火星,移民到太陽系外的星球上。
可是想要移民外星球,需要更強動力的飛船,需要速度更快的飛船,而且還需要其它的技術,比如重力技術。如果飛船沒有人造重力,根本不可能實現(xiàn)跨星際的漫長航行,人們在無重力或微重力的飛船上只能短時間呆,長時間是肯定不行的。而要實現(xiàn)這些,還要回歸到更強的能源技術上,我們現(xiàn)在的能源肯定是不行的。
第二個原因就是未來探索宇宙,實現(xiàn)星際移民和星際航行。宇宙浩瀚廣闊,大到我們無法想象,太陽系的直徑達2光年,離地球最近的比鄰星系也有4光年之遠。而我們走出太陽系,去系外空間探索,飛船必須要有更快的速度才行,而這個速度最慢也要實現(xiàn)亞光速才行。
人類進入科技時代,交通工具的速度為什么能夠不斷提升?重要的一個原因就是能源的不斷發(fā)展和提升。同樣的道理,想要在宇宙實現(xiàn)亞光速飛行,也需要更強大的能源才行,而這個能源有很多,比如核聚變,反物質(zhì),暗物質(zhì)等。
而人類在未來能夠盡快有希望實現(xiàn)的只有可控核聚變,反物質(zhì)和暗物質(zhì)現(xiàn)在還處于理論探索階段。對于核能相信大家不會陌生,愛因斯坦是核能的奠基人。核能的出現(xiàn)給人類文明帶來了巨大的飛躍,也讓人類的太空探索計劃更進一步。
核能的應用分為兩種,一種是核裂變,一種核聚變。核裂變則是由重的原子核分裂變化為輕的原子核,從而產(chǎn)生巨大的能量。核聚變是將兩個質(zhì)量輕的原子核“聚合”成為一個重原子核,我們知道能量是守恒的,“消失”的質(zhì)量會轉(zhuǎn)變?yōu)榫薮蟮哪芰,而且能量比核裂變更高?/p>
不過,核裂變的發(fā)生會釋放出核污染,注定它的應用非常有限,而且它的能量相比核聚變差太多了。而核聚變則不同,它可以說是一種完美的能源。核聚變的優(yōu)勢有兩個,一個是它的反應產(chǎn)物僅為惰性氣體氦,無毒無害;即便運行過程中也可以即關即停,極少產(chǎn)生放射性廢物或不可控負面效果。
第二個優(yōu)勢就是原料容易獲得,畢竟聚變反應所需元素廣泛的存在于海水中,而地球上什么都缺,最不缺的就是海水。核聚變?nèi)绱送昝赖哪茉矗匀蛔屓藗兎浅F谕,可是要實現(xiàn)它卻不容易。
科學家早在50年前就開始研究它,當時有科學家稱再過50年,人類就可以突破核聚變,它人類進入核聚變能源時代?墒乾F(xiàn)在50年過去了,科學家卻不敢說再過50年人類就可以進入核聚變時代。要實現(xiàn)初步的可控核聚變,最重要的有兩點,一個是溫度,另一個是材料。要點燃核聚變裝置,所需的溫度為一億攝氏度,而我們現(xiàn)在只提升到了5500萬度,這個成績是由我國科學家創(chuàng)造的。
而要能夠抵擋住1億度的高溫,那需要更強的耐高溫材料,目前我們離實現(xiàn)這個還非常遙遠。由此可見,即使明天有了能夠提升到1億度高溫的技術,材料無法實現(xiàn)的話,可控核聚變也是無法成功的。
當然,只要人類能夠一直努力下去,可控核聚變技術在未來一定可以實現(xiàn)。需要的時間可能不會太短也不會太長,如果說在未來幾十年就實現(xiàn)可控核聚技術,有點夸張?扇绻f幾千年的時間才實現(xiàn),那也太瞧人類的智慧了?煽睾司圩兗夹g有可能在未來百年左右初步實現(xiàn),可是想要像《流浪地球》中那樣用石頭來當原料進行核聚變,那還需要更長的時間,有可能是數(shù)百年的時間。
只要人類實現(xiàn)了可控核聚變技術,地球的污染問題就可以得到解決,地球沒有了污染源,生態(tài)系統(tǒng)會自我慢慢修復。而有了核聚變引擎,飛船的速度也能夠發(fā)生質(zhì)的提升,有可能實現(xiàn)初步的亞光速飛,走出太陽系不再是夢,而且我們有可能也會開啟系外移民,殖民之路。人類文明將進入初步的星際文明,開啟新的篇章。
如果裂變技術達到極高水平,相信人們就沒有了研究聚變的興趣了。比如如果核電站既極安全,又廉價,原料也廉價,還不用處理核廢料,那么聚變估計就沒有人搞了。
回到你的問題,還在研究聚變當然是因為目前的裂變電站不完美啊,安全上來說技術上最安全的差不多夠用了,原理上可以不出事故?墒墙◤S成本高;能量利用率低,大部分的放射物不能用;能量密度也低;又很笨重;完了廢料還要想盡辦法填埋。
實際上這些都是技術發(fā)展方向,人們不知道哪個可能突破,所以就每個方向都做一點研究。無論是聚變還是裂變,如果技術發(fā)展成熟了,人類也就不擔心能源問題了,另一種技術說不定就不需要做研究了。
是因為受控核聚變比受控核裂變更加有優(yōu)勢,具有釋能大,效率高,對環(huán)境污染輕。研究受控核聚變可以解決世界千年萬年的能源問題,使得能源和電能更清潔,更高效,更廉價,造福人類社會。
因為裂變有很大很久的很嚴重的污染,而聚變則剛好相反,沒有任何污染,輸出能量還大很多很多倍。人類要想離開地球必然要掌握核聚變動力,這就是全球研究幾十年核聚變的原因。
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