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      當人類攻克了核聚變的大關(guān)之后,世界會發(fā)生什么變化?

      2020-10-16 20:02閱讀(62)

      當人類攻克了核聚變的大關(guān)之后,世界會發(fā)生什么變化?:核聚變是人類在不遠未來對能源利用的有效方案。核聚變是獲得原子能的方法,通過輕核聚合引起原子核結(jié)合能

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      核聚變是人類在不遠未來對能源利用的有效方案。

      核聚變是獲得原子能的方法,通過輕核聚合引起原子核結(jié)合能變化。核聚變所需的是氫燃料,相對核裂變,更加安全和潔凈。但如何實現(xiàn)可控核聚變,目前還是人類需要解決頭等大問題。

      核聚變的條件與技術(shù)實現(xiàn)。

      由于核聚變的溫度高達千萬度以上,在這樣的狀態(tài)下,所有原子成為等離子態(tài),而且核聚變條件除了高溫,還要使等離子體密度足夠大,維持時間足夠長,這樣才能發(fā)生自持的核聚變反應(yīng)。這樣只有太陽這樣的恒星才具備這樣的天然條件,不斷釋放出巨額的光和熱量。恒星依靠自身巨大的質(zhì)量和引力能夠束縛等離子體,在高溫下持續(xù)的核聚變。

      當前人工可控核聚變的困難

      人工可控核聚變的困難在于如何實現(xiàn)對高溫等離子體的束縛,地球上當然無法具有恒星那樣足夠大的引力來約束高溫等離子體。目前研究可控聚變的有效途徑是磁約束和激光慣性約束等方案,國際和國內(nèi)都啟動了多項可控?zé)岷司圩儗嶒灦训难芯浚M管對核聚變過程的研究進行了數(shù)十年,但目前對還具有很大的技術(shù)挑戰(zhàn),樂觀估計,離商業(yè)應(yīng)用還要幾十年的時間。

      一旦突破可控核聚變,人類的發(fā)展就進入到了新紀元

      一旦人類突破了可控核聚變,地球上的能源危機當然就不復(fù)存在;燃燒石油等碳基能源所造成的的溫室效應(yīng),也會得到有效的治理。目前,一些科學(xué)家們對文明的分級也是以能源的利用為標準的。所以一旦人類實現(xiàn)可控核聚變,就可以利用裝載核聚變發(fā)動機的飛船,實現(xiàn)星際旅行的目的,去尋找更多的資源和探索星空秘密,我們的征程是星辰大海。

      量子實驗室,專注趣味科學(xué),歡迎評論和關(guān)注。

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      我在能源領(lǐng)域干了二十多年,應(yīng)該算比較了解這個問題。我就簡單分析一下吧。

      先說題目的問題,核聚變?nèi)祟愐呀?jīng)能實現(xiàn)了,這就是“氫彈”,題主可能想問的是“可控核聚變”吧?

      按照套路,我們先說說什么叫做核聚變?

      核聚變,又稱聚變反應(yīng),是將兩個較輕的原子核結(jié)合而形成一個較重的核和一個很輕的核或粒子的一種核反應(yīng)。在這個過程中,核聚變反應(yīng)將一部分反應(yīng)物的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為了能量。

      太陽就是一個巨大的核聚變反應(yīng)堆。氫彈就是利用核聚變釋放的巨大能量摧毀目標的。

      什么是可控核聚變?

      可控核聚變就是人工控制核聚變的能量輸出過程,使能量輸出大小滿足人類對能量的動態(tài)需求。


      我國的EAST超導(dǎo)托卡馬克實驗裝置

      最容易實現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氫的同位素:氘與氚的聚變。氘在海水里存儲約有40萬億噸,理想狀態(tài)下釋放出的能量足夠人類使用上百億年,聚變后產(chǎn)生的是沒有放射性污染的氦。

      根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程:E=MC2,可以簡單的算出1千克物質(zhì)完全的轉(zhuǎn)換為能量可以得到9×10∧16焦耳的能量,換算成電能約為250億千萬時。 2016年,全社會用電量59198億千瓦時。這只需要大約340噸聚變?nèi)剂暇湍軡M足全國的用電需求了。

      可控核聚變反應(yīng)堆離商業(yè)運行大約還有50年。

      可控核聚變對我們世界的影響

      可控核聚變實現(xiàn)商業(yè)運行后,人類再也不會為能源問題擔(dān)憂,它的影響是巨大的:

      首先它推動人類進入了所謂的第一類文明(目前為0.7級文明),即:“行星文明”。我們所發(fā)生的歷次工業(yè)革命從本質(zhì)上來說,就是對能源的利用方法和效率的變革。可控核聚變的商業(yè)運行無疑將推動另一次工業(yè)革命(估計是第五次工業(yè)革命,前四次分別是:蒸汽機革命、電氣化革命、信息革命、人工智能革命),人類社會發(fā)展又將走上一個快車道。

      在政治上,全球的能源格局將全盤洗牌,中東的石油資源不能再成為一些國家的撒手锏,實現(xiàn)了世界的能源均衡化。能源問題從此以后就不會成為戰(zhàn)爭的導(dǎo)火索了,世界將更加和平。

      環(huán)境問題將得到解決。由于可控核聚變的產(chǎn)生物為氦,沒有環(huán)境污染問題,也沒有溫室氣體排放問題,而且能源更加便宜,我們將告別霧霾……

      人口增長與耕地減少的問題得到緩解。相對便宜的能源為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工廠的實現(xiàn)提供了可行的條件?梢圆捎矛F(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)種植大廈來種植農(nóng)作物,采用低耗能的電燈來提供光合作用。戰(zhàn)爭的風(fēng)險進一步降低。

      人類將開啟太空時代。目前人類探索太空的限制主要是缺乏充足、可靠的能源供應(yīng),有了可控核聚變后,再加上無工質(zhì)引擎,我們的將征服整個太陽系,到時候移民火星將不成問題。


      最新消息:美國麻省理工學(xué)院科學(xué)家表示,核聚變發(fā)電的夢想即將在15年內(nèi)變成現(xiàn)實。

      估計是取得了重大突破!要記。汉司圩兪菄H合作項目,誰取得了突破都是好事!

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      實現(xiàn)低成本的可控核聚變意味著人類獲得了幾乎取之不盡用之不竭的能源。

      國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆,計劃于2025年點火,預(yù)估總造價超過150億歐元,以目前的進展來看,這個項目流產(chǎn)的可能性在不斷增加


      現(xiàn)如今人類已經(jīng)實現(xiàn)了(極短暫的)可控核聚變,但是反應(yīng)堆的建造成本和使用維護成本奇高,離商用還遙不可期。

      我們不妨浪漫的設(shè)想一下,如果低成本可控核聚變得以實現(xiàn),地球和人類文明會發(fā)生怎樣的變化——(低成本是指成本是現(xiàn)有能源的1/10甚至更低)

      1、饑餓將徹底消失:

      即便在今天,世界上仍有高達8.21億人處于饑餓之中,而且這個數(shù)字仍在上升,然而于此同時,發(fā)達國家的消費者每年要丟棄高達40%的食物,全球范圍內(nèi)有25%以上的食品損失在運輸環(huán)節(jié)。

      全球糧食生產(chǎn)的總量是夠的,但地區(qū)間差異巨大,而遠距離運輸成本高,使得很多地方的人還吃不飽肚子,當?shù)统杀究煽睾司圩儗崿F(xiàn),運輸成本將大幅下降,糧食可以實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的分配,饑餓將徹底消失。

      2、淡水危機解除

      目前海水凈化的主要問題就在于成本,即便是以色列最先進的海水淡化工廠,每噸淡水的生產(chǎn)成本也在5塊以上,成本結(jié)構(gòu)里,能源成本(電費)占據(jù)了絕大部分,這使得海水淡化技術(shù)難以大面積推廣應(yīng)用。當?shù)统杀究煽睾司圩儗崿F(xiàn),海水淡化和遠距離運輸?shù)某杀緦⒋蠓陆,干旱和淡水匱乏將成為往事。

      3、環(huán)境危機,特別是全球變暖問題得以解決

      當前全人類面臨的最大的問題就是全球變暖,其根源就在于人類無法擺脫對化石燃料(石油、煤炭)的依賴,產(chǎn)生大量的溫室氣體二氧化碳,導(dǎo)致全球氣候變暖。核聚變是一種清潔能源,沒有溫室氣體排放,產(chǎn)生的核廢料半衰期非常短(能快速轉(zhuǎn)變?yōu)闊o放射性物質(zhì))、即便發(fā)生核泄漏危害也較低,撤離半徑僅需要一公里,這比目前的核裂變反應(yīng)堆泄露的危害要小的多得多。

      人類掌握可靠的可控核聚變技術(shù)也意味著人類文明邁入了一個新的紀元,再豐富的想象力也難以預(yù)測到了那一天究竟會發(fā)生什么,讓我們一起靜靜等待人類文明閃耀的那一刻到來吧!

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      看了朋友們一些回答,說的都很好。攻克核聚變,應(yīng)該說攻克可控核聚變,這個世界的能源領(lǐng)域就寬廣了很多。

      就像過去人類發(fā)現(xiàn)發(fā)明的機器和電力,從此走出了黑暗的農(nóng)耕時代,進入了高速發(fā)展的現(xiàn)代生活。任何科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明都能夠極大的推動人類社會的進步,可控核聚變的實現(xiàn),將促進人類文明進入一個新發(fā)展時代。

      核聚變的理論形成已經(jīng)半個多世紀了,人類早就已經(jīng)實現(xiàn)了核裂變和核聚變的部分應(yīng)用,比如原子彈、氫彈,就是典型的核裂變和核聚變的應(yīng)用。但原子彈和氫彈的爆發(fā)是瞬時作用的,這種巨大的能量是不可控的爆發(fā)。

      人類已經(jīng)掌握了可控核裂變的技術(shù),并且已經(jīng)廣泛的運用與生產(chǎn)與生活,主要表現(xiàn)在核發(fā)電和核反應(yīng)堆驅(qū)動,2006年世界核子發(fā)電在全部電力里面就已經(jīng)占有15%的比重,這方面中國起步晚,占比較低。

      但人類對核聚變的運用還一直在研究中,進展較為艱難緩慢。

      可控核聚變之所以比可控核裂變更難攻克,是因為進行核聚變的條件更為苛刻和困難。

      在太陽中心,每時每刻都在進行著核聚變,每秒鐘有6億噸的氫轉(zhuǎn)變成5.96億噸氦,釋放出400萬噸氫的能量,正是這巨大的能量給太陽系所有的行星、衛(wèi)星、矮行星、小行星、星際物質(zhì)等提供了光和熱。激發(fā)這種能量的是太陽核心3000億個大氣壓的壓力和1500萬度的溫度。

      地球上無法提供這么高的壓力,只有靠提高溫度來實現(xiàn)核聚變,這樣要求溫度達到上億度。所以如何達到這樣的溫度,用什么樣的容器或者方式來約束這種溫度,是目前科學(xué)界需要重點解決的關(guān)鍵難題。

      通常用三種方法來解決可控核聚變的約束,即重力場約束、慣性約束、磁約束。

      人類之所有這么重視可控核聚變的開發(fā),因為它具有很高的比較優(yōu)勢。

      相比核裂變,核聚變有如下優(yōu)勢:

      1、核聚變釋放的能量比核裂變更大。據(jù)測算6個氘核共放出43.24MeV能量,相當于每個核子平均放出3.6MeV。它比n+裂變反應(yīng)中每個核子平均放出200/236=0.85MeV高4倍。

      2、核聚變無高端核廢料,可不對環(huán)境構(gòu)成大的污染。而核裂變由于原料鈾的儲量不多,政治干涉很大,放射性與危險性大,核裂變的優(yōu)勢無法完全利用。

      3、核聚變?nèi)剂瞎⿷?yīng)充足,地球上重氫有10萬億噸。每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚變產(chǎn)生的能量相當于300升汽油。

      所以,如果能夠?qū)崿F(xiàn)可控核聚變,人類將能夠克服階段性的能源危機,真正的從“石油文明時代”走向“核文明時代”,人類文明將提升到一個新的層次。

      近年來,可控核聚變的研究正在提速,在許多具體方面有所突破。

      中國的核聚變“人造太陽”實驗裝置EAST(先進超導(dǎo)托卡馬克實驗裝置),已經(jīng)獲得超過101.2秒的穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運行,在這方面走到了世界前列。能不能像常常說的最終實現(xiàn)彎道超車,還有待后續(xù)努力。

      有報道德國仿星器核聚變反應(yīng)堆研究取得突破進展,而美國洛克希德馬丁公司早在2014年就宣布,可控核聚變技術(shù)小型化取得突破,一個可安裝在卡車后端的小型反應(yīng)堆有望在十年內(nèi)誕生。這些都是可喜的進步。

      科學(xué)界預(yù)測了,受控核聚變發(fā)電有可能在2025年實現(xiàn)商業(yè)運營,2050年將有可能廣泛的服務(wù)于社會。

      時空通訊在過去已經(jīng)多次提到過宇宙三級文明等級的劃分,這是前蘇聯(lián)科學(xué)家卡爾達舍夫在上世紀六十年代提出來的一個理論。

      卡爾達舍夫認為宇宙文明的主要衡量度標是能源的控制和使用,可分為行星級一級文明,恒星級二級文明,星系級三級文明。每一級文明的提升,都伴隨著能源使用的數(shù)量級增長。他的這個理論盡管只是一種假設(shè),但得到了科學(xué)界廣泛的認同。

      科學(xué)界測算,人類文明目前還只有0.73級,要達到一級文明,我們?nèi)祟愃枰哪茉催要在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上增加10000倍以上,而達到二級文明則需要增加能源控制和使用能力100億倍以上。

      實現(xiàn)了可控核聚變,解決了能源危機,使人類控制和使用能源的能力得到大大的提升,有可能使人類文明在100年內(nèi)達到一級行星級文明。當然要實現(xiàn)二級文明人類還需要幾千年的奮斗(這方面的介紹請查看時空通訊過去發(fā)表的相關(guān)文章)。

      由于可控核聚變能料的高度濃縮化,人類有可能實現(xiàn)深空探索和開發(fā)。我們現(xiàn)在的火箭采用的是常規(guī)能源,發(fā)射到地球軌道就需要燃料成百上千噸,所以無法帶著很多燃料遠航。如果核聚變,30毫克的氘就相當于300公升汽油,三公斤氘就相當于30000噸汽油的能量,如果氚核聚變則可以實現(xiàn)更大能量的輸出。這樣飛向深空再也不要攜帶大量的燃料了,就有可能飛的更遠。

      當然太空遠距離航行還需要伴隨著引擎和太空生存保障等諸多方面科學(xué)技術(shù)的同步提升,才有可能實現(xiàn)。

      核聚變的能源地球上儲存量巨大,夠人類使用一陣子。

      這就是時空通訊的看法和認知,歡迎點評。

      時空通訊原創(chuàng)作品,已經(jīng)授權(quán)“維權(quán)騎士”予以版權(quán)保護,如有需要請聯(lián)系作者授權(quán),侵權(quán)必究。謝謝關(guān)注支持和理解。

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      我來蹭一波熱度。相信大家最近都被中國人造太陽等離子體中心溫度達到1億攝氏度而領(lǐng)先全球的消息刷屏了吧。

      題目中所說的應(yīng)該指的就是可控核聚變技術(shù),核聚變是什么呢?看看天上的太陽,它為什么可以一直發(fā)光發(fā)熱,它燒的是什么,為什么可以燒這么久呢?

      太陽之所以發(fā)光發(fā)熱那是因為在太陽的核心,高溫高壓的狀態(tài)下,氫原子之間發(fā)生核聚變反應(yīng)而釋放出大量的能量,然后源源不斷地輸送到太陽的表面并輻射到整個太陽系。原子核裂變和聚變都可以釋放出巨大的能量,原子彈利用的是核裂變,氫彈則利用的是核聚變,核聚變相比于核裂變更難以進行,釋放的能量也更加可怕,在太陽的核心處,溫度高達1500萬攝氏度,壓強也是大得可怕。

      核能是清潔能源,長期以來人們利用的都是核裂變產(chǎn)能,但是對于核聚變,人類目前還只能掌握氫彈這一種不可控制的核聚變形式。與傳統(tǒng)的發(fā)電方式相比,用核燃料效率高得多,比如產(chǎn)生100萬千瓦的電能,需要消耗50萬噸煤,但是卻只需要30噸核燃料。廣義上來講,核燃料是取之不盡用之不竭的,核裂變產(chǎn)生的能量都這么大,核聚變就更不用說了,如果人類有一天可以掌控可控核裂變,那么可以毫不夸張地說,人類講不會再有能源危機。

      但是將這一過程可控化卻是很難的,首先需要滿足的就是高溫,高溫是等離子體生成的先決條件,等離子體指的是電子中子脫離原子核之后和原子核形成的一種離散的狀態(tài)。但是光有溫度還是不夠的,還需要高壓,但是這一點就更難以辦得到了,因為地球上沒有一個容器能夠承受核聚變所需要的高壓條件。所以呢,高溫就成了唯一的發(fā)展方向,并且這個溫度一般都在一億度以上。

      雖然我國在了可控核聚變技術(shù)上的研究已經(jīng)步入了世界前列,但是距完全掌控核聚變技術(shù)還有很長的路要走。如果有一天人類真的攻克了可控核聚變技術(shù),那么正如我上面所說的,人類將不會再有能源危機,與此同時,當今世界因為能源爭奪而帶來的戰(zhàn)爭到時候應(yīng)該也沒理由存在了。

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      當人類攻克了核聚變的大關(guān)之后,世界會發(fā)生什么變化?

      ●不要被二次世界大戰(zhàn)末的美國人1945年8月6日在日本廣島長崎投擲的二顆原子彈而談“核”聚變。當?shù)厍蛉祟愒?00年之內(nèi)攻克了核聚變的大關(guān)后,人類會制造“核能火箭??,”將其應(yīng)用于“獵戶座計劃”和2011年,DARPA與NASA倡導(dǎo)的一個“百年星艦”計劃。建造一艘真正星際飛船,而是要集合世界上頂尖科學(xué)家,為下一個世紀的星際旅行制定一個切實可行計劃。

      ●這個可以追溯其歷史到 20 世紀 50 年代。當時大多數(shù)人生活在核戰(zhàn)的恐懼之中,但少數(shù)原子科學(xué)家在尋求和平利用核能。他們考慮了種各樣的想法,比如利用核武器來開辟港口和海灣。

      ●由于擔(dān)心核爆炸的副作用和破壞力,這些想法大多被否決了。然而,有一個有趣的建議吸引著人們。它被稱為“獵戶座計劃”,尋求利用核彈作為星際飛船的動力來源。計劃的框架很簡單:制造迷你型原子彈,然后從飛船的尾端逐個發(fā)射。每次迷你型核彈爆炸,都會產(chǎn)生一股能量沖擊波,推動星際飛船前進。原則上,如果連續(xù)釋放一系列迷你型核彈,火箭可能被加速到接近宇宙中最快的光速。這個想法由核物理學(xué)家泰德·泰勒和弗里曼·戴森共同提出。泰勒因設(shè)計了多種核彈而聞名,從有史以來最大的核裂變炸彈(核爆炸威力約為投擲在廣島原子彈的 25倍)到大衛(wèi),克羅克特便攜式核導(dǎo)彈(其威力是廣島原子彈的千分之一)但他渴望將自己在核彈方面的廣博知識用于和平目的。于是他抓住了制造獵戶座號太空艙的機會。

      ●這一任務(wù)主要的挑戰(zhàn)是如何精準控制一系列小爆炸,使星際飛船能安全地駕馭核爆炸的沖擊波而不在這個過程中被摧毀。為了實現(xiàn)這一目的,一系列速度范圍的設(shè)計方案被制定出來。其中最大的模型直徑為14 英里,重達 800 萬噸,由 1080 枚炸彈推動。理論上,它可以達到光速的 10%,并在 40 年內(nèi)到達半人馬座阿爾法星。盡管這艘飛船體型巨大,但計算表明它可能是可行的。

      ●然而,批評人土一致認為,這艘核脈沖星艦會釋放出放射性塵埃。泰勒反駁說,當塵埃和金屬炸彈外殼在爆炸后變得具有放射性時,才會產(chǎn)生放射性塵埃,因此,如果飛船只在外太空啟動發(fā)動機就可以避免這種情況。但是 1963 年的《部分禁止核試驗條約》也使得對小型原子彈的實驗變得更困難。獵戶座號太空艙的最終歸宿是作為一種好奇寫入古老的科學(xué)書籍。

      ●核能火箭的缺點:獵戶座號太空艙項目終結(jié)的另一個原因是泰德·泰勒本人對此失

      去了興趣。既然這似乎是發(fā)揮了他的天賦,為什么不再支持這項探索。他解釋說:建造獵戶座號太空艙將會產(chǎn)生一種新型的核彈。盡管他一生大部分時間都在設(shè)計鈾裂變炸彈,但他意識到有一天

      獵戶座號太空艙可能也會使用特別設(shè)計的強大氫彈,他停下了腳步。這些炸彈能釋放科學(xué)上已知的最大能量。它們經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。20 世紀 50 年代的第一批氫彈是體積巨大的裝置,需要大型船只來運輸。實際上,它們在核戰(zhàn)爭中毫無用處。第二代核彈是小型、便攜式多彈頭分導(dǎo)導(dǎo)彈,它們是美國和俄羅斯核武器庫的主力。

      ●核聚變火箭在概念上是可靠的,但是核聚變能量還沒有被證明。此外,這些火箭的巨大規(guī)模和復(fù)雜性使人們對其可行性產(chǎn)生了懷疑,至少在 21 世紀是這樣的。盡管如此,核聚變火箭被認為是除光帆外最有希望實現(xiàn)的。

      知足常樂于上海2019.12.13日

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      首先核聚變并不難,例如氫彈的工作原理就是核聚變,但氫彈除了作為武器之外,對人類并沒有其他的用處,所以人類真正需要的,是可控的核聚變,從某種意義上來說,太陽就是一個巨大的可控核聚變機器,這個機器可以在數(shù)百億年的時間之內(nèi),持續(xù)的產(chǎn)生能量。

      那么一旦人類掌握了這種技術(shù),就意味著人類跨入了另外一個時代,例如我們都知道科學(xué)的發(fā)展,離不開對于能源的利用,而現(xiàn)在的主流能源,無非就是石油和煤炭,這兩種能源都是化石燃料,化石燃料最大的問題,就是開采難度大,并且還會產(chǎn)生污染物。

      而可控核聚變的原料,是由氫的同位素氘,而氘這種東西,地球上非常非常的多,根據(jù)一些計算來看,海洋當中儲存的氘,大概有40萬億噸以上,那么一般來說0.03克的氘,就可以釋放出300升汽油產(chǎn)生的能量,所以一旦可控核聚變成真,人類就和那些化石能源說再見了。

      其次可控核聚變一旦成真,人類必將大規(guī)模進入太空,現(xiàn)代人類在探索太空的時候,最大的問題就是能源補充,例如國際空間站每隔一段時間,就需要派人去運送物資,但每一次的發(fā)射,都需要耗費數(shù)千萬美元,所以人類對于太空的探索,會受到相當大的掣肘。

      如果可控核聚變的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn),人類就可以將成本壓低,甚至我們可以在月球或者火星,建造一個大型的可控核聚變反應(yīng)堆,一旦這樣的反應(yīng)堆建成,人類既可以在這個星球上立足,進而改造這個星球,所以可控核聚變的技術(shù),非常非常的重要,只要一旦實現(xiàn),人類就進入了一個新的時代。

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      核聚變一旦投入正式運用,最明顯的就是該國的能源問題可以說是得到了永遠解決。石油可以就退出歷史舞臺了,那群靠石油富起來的中東國家,可就哭慘了。如果中國能率先掌握,老美估計得慌的不行,民族的復(fù)興指日可待。

      咳咳,不多說了,下面就來介紹一些相關(guān)知識

      核聚變

      其實道理很簡單,如果你能想法設(shè)法讓兩個原子的原子核(一般是氫同位素),撞到一起,聚合為一個新的原子核。在這個過程中能釋放出巨大能量。愛因斯坦的質(zhì)能方程就能派上用場了。

      不過人工核聚變也是分層的。像氘氚聚變是最早的一代核聚變,比如一個氘和一個氚反應(yīng),就能釋放出17.6兆電子伏特的能量。雖然原料是海水,可以說用不完,但是也有缺點。就是要釋放出中子,這樣會導(dǎo)致聚變裝置壽命降低。最完美的當屬氦3反應(yīng),沒有中子,也沒有氚的放射性。

      可控核聚變的難點

      高溫高壓:高溫可以讓粒子運動速度加快;高壓,可以是粒子運動范圍縮小,而這兩個都能提高粒子相互撞擊的概率。

      太陽為例,我們知道太陽無時無刻不在進行這核聚變反應(yīng)。為什么它能那么穩(wěn)定持續(xù)的輸出能量呢?因為太陽發(fā)生反應(yīng)的內(nèi)核,溫度在一千到兩千萬度左右,并且有著強大的引力約束。所以原子核相撞的前提就有了。

      那項技術(shù)是恒星的專利,在地球模擬不了。于是我們只能提高溫度,甚至要達到上億度。但是這么高的溫度的等離子體,增壓才能控制住,保證反應(yīng)裝置不被“燙”壞?目前主流的方法都是磁約束,這些高溫等離子體,被磁場拘在一起,維持聚變的狀態(tài),不停的旋轉(zhuǎn)運動。

      所以如何做到持續(xù)的高溫的同時,還能保證裝置不被損壞。

      我們離正式投入使用估計還有幾十年要走。

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      攻克核聚變大關(guān),很多人想到的往往是實現(xiàn)了可控核聚變。不過,核聚變的大關(guān)不止這一個,突破可控核聚變大關(guān)后還會有新的大關(guān)。

      太陽上就在不斷的進行著核聚變,將光和熱釋放到地球,供地球上的生命所需?煽睾司圩冎粤钊岁P(guān)注是因為用這種技術(shù)可以為人類提供大量的清潔能源,目前在托克馬克、仿星器內(nèi)試圖完成這樣的壯舉。目前看,可控核聚變是人類正在攻克的一道大關(guān),這一大關(guān)的突破有望在幾十年內(nèi)實現(xiàn)。

      托克馬克、仿星器等有個外號叫做“人造太陽”,雖然內(nèi)部進行的也是核聚變,但是和太陽上的核聚變并不一樣。核聚變指的是將輕原子核合成為較重的原子核的過程,在這個過程中可以釋放出大量的能量。不過即使是不可控核聚變,人類目前能夠操作的也只是氘和氚這兩種氫的同位素的核聚變,還不能實現(xiàn)最常見的氫原子核的聚變。盡管目前看地球上的氘和氚資源足夠人類使用一段時間,但人類對能源的需求是不斷擴大的,受控核聚變的實現(xiàn)不會讓人類一勞永逸。

      而太陽上主要進行的是質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng),依靠質(zhì)子(氫的原子核)就能實現(xiàn)輕核的聚變。太陽可以直接使用更常見的氕進行核聚變,這個過程人類還沒有掌握。質(zhì)量更大的恒星還能進行更多種的聚變,一直聚變到鐵都是向外釋放能量的。這樣的過程人類更是無能為力。

      人類對能源的需求不會因可控核聚變的實現(xiàn)而止,人類對科學(xué)的探索也是永無止境的。受控核聚變實現(xiàn)后,人類歡呼一下之后,又會投入到對下一個大關(guān)的攻克上。

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      盡管這很難,我們還是可以暢想一下。

      如果可控核聚變實現(xiàn)首先就會顛覆整個世界的經(jīng)濟結(jié)構(gòu),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),能源結(jié)構(gòu)這些事實會瞬間實現(xiàn)。

      中東國家會一夜之間淪為赤貧,當然也包括其他那些石油販子,比如說俄羅斯?傊心切┛恐Y源出口的國家都不會好過的。因為電能的廉價地上跑的汽車和天上飛的飛機會瞬間被電動取代,甚至我們可以想象,私人的小型的家用型飛機都會瞬間普及,現(xiàn)在無人機不已經(jīng)都出現(xiàn)了么。上甚至都有可能因為電能的清潔廉價的特性,整個城市都修成各種傳送帶出行都不用開車了。當發(fā)電不用煤炭石油了,空氣污染環(huán)境污染都瞬間不是問題,人類甚至可以利用清潔的電能去改變大氣的結(jié)構(gòu),彼時我們有能力把我們?nèi)祟愡^去對地球的傷害加以修正。反正到時候會因為電能的廉價以及用之不竭,會重塑整個的人類文明。