什么是可控核聚变技术?
现时国际上比较流行的可控核聚变技术主要分为两种,一种是利用磁力约束等离子体的“托克马克装置”,另一种是利用激光诱导反应的“自惯性约束反应堆”。两者均无理论障碍,但都有不少技术上的难关。托克马克装置需要有可靠的超导体电磁线圈组,而自惯性约束反应堆则需要寿命长、可靠性高的大功率激光装置。
可控核聚变不只提供廉价电力,有朝一日,会颠覆对人类世界的认知
可控核聚变就是被称为 人造太阳的发电技术 ,因为太阳的原理就是核聚变反应,不只是提供廉价电力,还或将文成实现宇宙文明升级的作用,将会赋予我们化腐朽为神奇的力量。
世界范围内很多国家都在进行核电的新能源应用技术,但是能够完全解决避免核泄漏的安全问题的国家并不多,目前我国已经实现了避免高温熔断的安全核电技术。
那么可控核聚变技术是更加高端的 科技 ,需要几十吨氦-3就可以生产出足够全人类一年使用的能源总量。而且在探月过程中,我国航天员已经发现月球上具有的氦-3足够人类使用,就是需要解决怎样从月球运送回去地球的问题。
能够拥有这项技术的人类,可以实现能源自由,不再担心地球上的资源枯竭问题,而且对于很多原本的生态状况都会发生相应的改变。比如人类甚至不用再向自然环境去依赖种植得到食物,只需要把化合物进行拆解合成为人类需要的物质就可以了。这些由原子合成的食物,简直就是科幻片里想象出来的一样。
人类能随心所以把想要的东西进行转化,让不喜欢的东西改变成喜欢的物品,这些听上去像变魔术一样不可思议的原子转换和重新组合,真的有朝一日可以实现,会颠覆目前我们对人类世界的认知。
但是从科学家的显微镜视角来观察这个世界,一切的事物都是原子组成的,所有的事物本质都是相同的,人体也是原子构造而成的,这一切如果能够拆解和重新组合,会不会意味着科幻影片里的人类能够实现瞬间消散转移, 又在另外一个位置出现时,重新由原子组合而成原来的样子,也是能够做到的呢?
这样想一下,一方面觉得震惊和难以接受,另外一方面也是觉得非常恐怖,如果真的实现这样的神通,那么人类是不是就能够提升自己的文明层级了。
目前的科学水平对原子的认识是具有九十多种不同的种类,如果让这些分子重新组合,会不会出现不同的情况呢。人类的文明进程是以不断消耗地球上的能量为代价进行的,而随着 科技 发达的步伐,一旦地球上的能源逐渐枯竭,人类就使用研发的 科技 手段,到太阳系中去开采新的可用资源,其中就包括从月球想要采撷的氦3元素,并且新能源的拆解组合需要高昂的成本,可控核聚变如果能够通过化学的方法,进行物质的拆解和组合,人类将会面临的未来局面是什么样的呢,将会是颠覆一切已知的熟悉的景象,变成人类陌生的世界。
那么可控核聚变技术还有没有人类没有解决的难题呢?
到目前为止,这项技术还没有完全被攻克,很多核心的部分还在研发和 探索 过程中。一些重要的技术难关还是没有明显的突破,比如怎样进行加温,才能把聚变材料加热到所需要的高温,再用什么容器来装载才能保证安全。
这种1亿度超高温度已经超越了地球上所有物质的熔点,只能用磁场进行控制,无法使用容器盛装。从科学家预测的未来可控核聚变展望的前景来看,目前为止对可控核聚变的研发还有漫长的攻坚之路需要去走。
我国目前人造太阳的技术也在研发工作进行中,科学家们都一致认为,可控核聚变会成为未来终极能源,为人类的进程提供最后的保障和能量。
现在核聚变研究用到的原料是 氦3,还有从海水里就能提取的用不尽的 氢的同位素 氘与氚。相比之下,氦3作为更理想的核聚变原料,如果从月球上运输到地球的方法能够解决的话,可以为人类提供万年左右的能源。
而我国的空间站和未来的探月计划,也在为去月球 探索 更多奥秘和想办法带回氦3,造福人类。现在中国的人造太阳技术已经取得了阶段性成果,期待能够突破科研难题的瓶颈,实现人类宇宙文明的大提升,到那时也许人类的一切或许都会被改写吧。
什么是可控核聚变
核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,并释放出能量的过程。
可控的核聚变就是可以人为控制利用核聚变发出的巨大能量,方式主要是磁约束和惯性约束。
1.
最早的著名方法是"托卡马克"型磁场约束法。它是利用通过强大电流所产生的强大磁场,把等离子体约束在很小范围内以实现上述三个条件。虽然在实验室条件下已接近·,但要达到工业应用还差得远。按照现有的技术水平,要建立托卡马克型核聚变装置,需要几千亿美元。
2.
另一种实现核聚变的方法是惯性约束法。惯性约束核聚变是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体,装入直径约几毫米的小球内。从外面均匀射入激光束或粒子束,球面因吸收能量而向外蒸发,受它的反作用,球面内层向内挤压(反作用力是一种惯性力,靠它使气体约束,所以称为惯性约束)
可控核聚变是什么?
可控的核聚变就是可以人为控制利用核聚变发出的巨大能量,方式主要是磁约束和惯性约束。可控核聚变俗称人造太阳,因为太阳的原理就是核聚变反应。
(核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境)人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置,可以有效控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出。
利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘(读"刀",又叫重氢)和氚(读"川",又叫超重氢)聚合成较重的原子核如氦而释出能量。
核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。据测算,每升海水中含有0.03克氘,所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘,经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。
地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍,可以说是取之不竭的能源。