人類為什麼要研究可控核聚變?

歡迎大家閱讀本期的鵬楊科普,在前兩天的文章中給大家說了一下人造太陽的事情,其中我們說到了可控核聚變的問題,但我們並沒有談到可控核聚變的用途,沒有說到我們人類為什麼要花這麼大的精力去實現可控核聚變,若是實現了到底能有什麼作用?本期的內容我們就主要來說說可控核聚變的用途。


人類為什麼要研究可控核聚變?


可控核聚變被我們人類稱為無限的清潔能源,若是掌握了可控核聚變技術,那我們就會擁有無限的能源來使用,從此不用再擔心能源缺少以及環境汙染的問題,我們現在所使用的能源主要來源就是石油和煤,而這些能源都是有限的,總會有用完的一天,所以我們就要想辦法來解決這個問題,而可控核聚變就是解決這個問題的答案,那為什麼說掌握了可控核聚變技術就會擁有無限的能源?核聚變是將較輕的元素融合為更重的元素來釋放能量,我們人類所使用的核聚變燃料和太陽現在燃燒所使用的燃料相同,都是輕核聚變。


人類為什麼要研究可控核聚變?


之所以說是和現在太陽燃料相同,那是因為恆星在每個演化階段的中心核聚變燃料是不同的,主序星階段時是以氫為主燃料,準確點說是以氫的同位素進行聚變反應,而主序星過了之後其核心的聚變反應則會慢慢變為重核聚變,重核聚變啟動的條件要比輕核聚變啟動的條件更為苛刻,我們人類目前是無法啟動重核聚變的,而現在的太陽正處於主序星階段,所以和我們人類目前使用的核聚變材料相同,都為氘和氚,這個是太陽核聚變燃料的變化。


人類為什麼要研究可控核聚變?


氘和氚是氫元素的同位素,氫沒有中子,氘有一箇中子,而氚有兩個中子,這是它們的主要區別,當以氘和氚為核聚變燃料時,一個氘和一個氚就會結合為一個氦原子,融合時會有質量的損失,而根據核聚變反應釋放能量的機制,也就是愛因斯坦提出的質能關係,核聚變反應時的質量損失可釋放出巨大的能量,這個能量有多少呢?平均一克氘氚核聚變所產生的能量,就相當於8噸汽油釋放的能量,可想而知核聚變有多麼的強大。


人類為什麼要研究可控核聚變?


說可控核聚變是無限能源是因為它們的總量有很多,氘和氚我們從海水中就可得到,這樣一來可控核聚變若是成功的話,我們將會以海水為能源來使用,一升海水差不多含有30毫克的氘,所以若是把一升海水的氘全部進行核聚變的話,那麼它所釋放的能量就相當於300多升汽油的能量,而海水中氘的總量約為40萬億噸,若按目前全世界消耗能源數量計算的話,全球海水中氘所產生的聚變能可供我們人類使用幾百億年,而太陽的壽命現在科學家預估大概也就是50億年,若是掌握了可控核聚變技術的話,我們的能源在地球滅亡時都是不會用完的,在這個意義上也就稱它為無限能源,我國的“東方超環”目前是屬於世界最前列的可控核聚變實驗裝置,它正在一步步走向成功,所以也相信在不久的將來我國一定會率先進入無盡能源的新時代,本期的內容就到這裡結束了,感謝大家的支持和閱讀。


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