文章目录:
- 1、可控核聚变还需多少年?
- 2、可控核聚变的重要性有哪些?
- 3、什么叫做核聚变?人类在未来能否实现可控核聚变?
- 4、假如可控核聚变实现无限能源,戴森球还有存在的意义吗?
- 5、什么是可控核聚变,可控核聚变是否真的有传说中那么美好?
- 6、“可控核聚变”将来会替代石油成为汽车动力来源吗?
可控核聚变还需多少年?
不可知。
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。
简介
核能包括裂变能和聚变能两种主要形式。
裂变能是重金属元素的原子通过裂变而释放的巨大能量,已经实现商用化。因为裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少,而且常规裂变反应堆会产生长寿命放射性较强的核废料,这些因素限制了裂变能的发展。另一种核能形式是目前尚未实现商用化的聚变能。
氘在地球的海水中藏量丰富,多达40万亿吨,如果全部用于聚变反应,释放出的能量足够人类使用几百亿年,而且反应产物是无放射性污染的氦。
另外,由于核聚变需要极高温度,一旦某一环节出现问题,燃料温度下降,聚变反应就会自动中止。也就是说,聚变堆是次临界堆,绝对不会发生类似前苏联切尔诺贝利核(核裂变)电站的事故,它是安全的。因此,聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。
可控核聚变的重要性有哪些?
首先强调一点,题主讨论的是可控核聚变的重要性,即对未来有何影响:
1、掌握可控核聚变,能获得更加强大、稳定的能源。可控核聚变利用的是核聚变的原理,通过粒子对撞,其获得的能量十分巨大,而且稳定,太阳就是活生生的例子,太阳能量强大而稳定,人类若拥有这种技术,未来在多个领域能得到快速发展,一旦人类能源变得强大和稳定,科技方面肯定会突飞猛进,科学家运用的能量等级将大幅度提升。
2、掌握可控核聚变,能改善地球环境。由于获取了核聚变所产生的高效清洁能源,我们可以少用、甚至不再动用地球上会产生污染的能源,如汽油、石油,能有效减少二氧化碳及有害气体的排放,对地球的生态环境来说简直是福音,人类也可以走更加持续的发展路线,同时也解决了温室效应、臭氧层空洞等棘手问题,总之可控核聚变带来的能源清洁、无污染,这是重中之重。
3、掌握可控核聚变,能高效地利用地球资源。可控核聚变需要用到的地球资源是水,地球上海洋占到了地球面积的71%,水资源几乎可以说是取之不尽、用之不竭,你可以将可控核聚变产生的能源视为无限能源,既然有了无限能源,煤炭、燃油等用处就不大了,也就是说仅仅是水资源就能满足人类大部分日常所需,这种利用率达到前所未有的高效。而地球将在这种高效的发展趋势下,积累更多的其它资源供人类未来使用。
4、掌握可控核聚变,改变世界格局。由于能源的改变,地球能源格局将受到清洗,因战争而发生抢夺资源的情况将不再发生,而战争的减少将使世界人民更加和谐、团结。精神的愉悦和科技的高速发展,整个地球将得到极大升华,诸如此类问题简直罗列不完。
总之,可控核聚变的实现意义十分重大,对人类未来的生存问题将是巨大冲击,能源的改进不仅影响着人类社会,还将改变整个地球的生态体系,而以上4点只是相对来说比较重要的、客观的和直观的。感谢采纳
什么叫做核聚变?人类在未来能否实现可控核聚变?
可控核聚变100年内肯定没有机会,1000年内很难说,1000年后可能会流行起来。然而,我们有一个可用的核聚变,在我们的头上,每天东方上升,西方下降,稳定和无故障,除了一些时间和地点有极端的夜晚,可以说世界没有死角覆盖,未来的能源必须是太阳能,这实际上很简单,如果人类愿意,明天就能做到。
沿撒哈拉制造一个超级星环-中东-塔克拉玛干-蒙古-白令海峡-北美路线,建立环形供电网络,沿线布置光伏电站,跨越各时区,实现24h稳定光伏发电(这绝对比火电更稳定),完全解决夜间光伏发电依赖储能的问题,加上当地风电核电和少量火电,一环完成二环,最多十环,可以实现全球稳定供电。当我们欣赏惊奇漫画电影《钢铁侠》耀眼的特效时,我们必须植入托尼·斯塔克的方舟反应堆给人留下了深刻的印象。
虽然方舟反应堆只是好莱坞编剧的想象力,但它的原理非常科学,它使用核聚变来产生能量。如果漫威粉丝能参观合肥中国科学院的等离子体,他们肯定会被东方超环吸引(EAST)由于东方超环,磁约束核聚变实验装置震惊(EAST),俗称人造太阳,是一种巨型太阳,直径11 米,直径8 米,重达400 吨方舟反应堆。
火最初是用来照明和烹饪食物来帮助我们的祖先抵御寒冷和野兽的。现在人们试图利用火焰的终极奥秘——核聚变来产生新能源。这个过程与太阳核的过程完全相同,太阳核已经存在了几十亿年。人类准备在地球上重建一个太阳。试验的最终目的是控制核聚变,使核聚变产生的能量能够缓解和可控输出,相当于驯服疯狂的绿巨人,供人类使用。
假如可控核聚变实现无限能源,戴森球还有存在的意义吗?
自古以来,能源问题一直与社会发展息息相关,同时能源问题也是未来100年制约人类发展的重要因素。
随着人类社会文明的进步,人类对能源的需求也越来越多,目前的情况已经是“青山在”也无法满足人类的能源需求。
于是,煤、石油、天然气等能源开始被人类大规模使用,还有风能、太阳能、潮汐现在也开始作为人类所需能量的来源,不过这些还是远远不够的。
随之核能的出现让人类看到了未来能量满足的希望,尤其是来自氘核聚变的能量。在核聚变的过程中可以释放出大量的能量,并且要比核裂变清洁得多,还有核聚变所需的氚在地球的海水中都可以找到,解决了原料问题。
众所周知,核聚变反应所释放的能量是巨大的,而可控核聚变也被誉为能源领域的“圣杯”。
什么是可控核聚变?
核聚变就是两个相对比较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,并释放出能量的一个过程。核聚变在我们地球上最常见的就是氘与氚的聚变。
据科学家们探索发现每升海水中大约含有0.03克氘,那么在地球上,仅仅在海水中就有高达45万亿吨的氘,而1升海水中所含的氘,经过核聚变就相当于300升汽油燃烧后释放出的能量,可以说这种能量是取之不竭的。
虽然氚元素在自然界中并不存在,但是它能够依靠中子同锂作用产生,而锂在海水中就可以取到,再加上这种反应并不会产生污染环境的放射性物质。
并且受控核聚变反应还能够在稀薄的气体中持续进行。因此,科学家们是非常希望能够发明出能够有效的控制“氢弹爆炸”的过程的装置,并且能够让能量持续稳定的输出,这也就是可控核聚变。
我们一直在寻找外星文明,前苏联的一位天体物理学家卡尔达舍夫还给宇宙中潜在的文明划分了等级。
宇宙中的一级文明:也被称为行星文明,顾名思义就是能够使用整个行星所有的资源,而我们人类目前就在朝着这个方向努力。
由于人类目前对化石能源的依赖在未来很长一段时间里还会继续,同时核能、太阳能等新能源也在逐渐发展,所以人类文明还达不到一级,充其量只有0.8级左右。
宇宙二级文明:即恒星文明,就是能够对整个恒星系的能源进行调用,科学家就是在这个基础上提出了戴森球的概念。
宇宙三级文明:即星系文明,这种程度的文明已经能够利用整个星系的资源。
戴森球概念。
戴森提出的“戴森球理论”可以说是驰名中外,并且在《人工恒星红外辐射源的搜寻》对这个理论也有非常详细的解释。
在戴森看来,我们赖以生存的地球本身所蕴藏的能量是非常有限的,并不是取之不尽的,而且这些能量根本就不可能支撑地球文明可以发展到下一个高级阶段,而在一个恒星-行星系统中,所含有的绝大部分能源都是来自恒星的辐射。
但迄今为止,在太阳系内的各行星也只是接收了太阳辐射能量的大约1/109,所以在戴森看来,我们人类如果想要发展成更高一层面的文明,必须要有一定的能力可以将太阳的能量全部接纳。
因此戴森提出如果能够将太阳用一个巨大的球状结构包围起来,这样就会让太阳的大部分辐射能量能够被我们人类利用起来。
并且,如果发展的好的话,甚至还有可能会利用这些能量来长期支持人类文明发展到足够的一个高度。虽然这个理论让人听起来感到荒缪,并且认为这只是异想天开。
这种情况只有在科幻电影才能够实现,但是如果我们细想的话,其实也是毫无破绽的,因为如果想要发展高级文明就必然要经过这个阶段的才能够完成的。
我们可以看出戴森球带给人类的能量是远远多于可控核聚变。
那么戴森球能够实现吗?
实际上在不少的科幻小说中已经出现了人类打造戴森球的情节,但是现实却是很骨感的,戴森球这种装置几乎不可能实现。
首先人类目前的能力不足,而且在太阳系内的物资非常有限。地球和太阳比较,地球已经非常渺小了,那么要打造出能够将太阳笼罩着的笼子根本是不可能的,还有八大行星的总体积、总质量也没有太阳的大。
因此退一万步来讲,就算能够把八大行星上的矿产资源都用来制造戴森球,也是连个盖子都做不成的。
其次,如果建成了戴森球,那么要让它来吸收太阳的能量然后转化成人类可利用的能量,这种技术在现实中是做不到的。
最后戴森球只是一种想象,最基础的理论依据的支持都没有,在20世纪60年代,戴森球就已经被人们认为只是不切实际的一种结构了,而在现在也是不可能实现的,这种解决人类能源问题的方案目前离人类还非常非常遥远。
总结。
目前要解决人类所面临的能源问题,可控核聚变才是一个非常好的方案,它的成功意味着无限能源时代的来临,而目前科学家们也正朝着这个方向努力着,就目前的形势来看,人类有望在几十年内实现可控核聚变。
什么是可控核聚变,可控核聚变是否真的有传说中那么美好?
答案是肯定的!否则,世界就不会在30年内投资数十亿美元来研究它。因此,让我们言归正传,带你了解受控核聚变。我们知道,太阳孕育了地球上的生命,并为我们提供了取之不尽的能源。所有这些能量都来自于太阳内部发生的核聚变反应。尽管太阳很 "年轻",但在当今这个资源匮乏的时代,人们一想到不可再生资源即将耗尽,就感到不安,于是就有了复制太阳的想法。自上个世纪以来,人类通过制造强大的氢弹,尝到了核聚变原理的 "甜头"。科学家们于是开始思考,如果控制核聚变为人类所用,它将成为未来世界的一种新能源,永久解决人类社会的能源和环境问题。
核聚变的原理,核聚变是一种核反应,即两个较轻的原子核结合在一起,形成一个较重的原子核和一个极轻的原子核(或粒子)。众所周知,氢有三种同位素--氕(H)、氘(2H/D)和氚(3H/T),这其中氕是最常见的一种,占99.985%。它们三个之间的主要区别是中子的数量(分别为0、1、2)。氘和氚是氢弹的主要反应物,它们可以融合在一起,产生一个氦核和一个中子。
1905年,26岁的天才物理学家爱因斯坦发表了六篇论文,涵盖了现代物理学的三项伟大成就:分子的动力学理论、狭义相对论和光的量子假说。而在其中一篇中,爱因斯坦展示了质量和能量可以互换的观点,即质能方程。这里的c是一个固定值,是10的3.0次方的八分之一,E是能量,也就是能量不足乘以C的平方就是释放的能量,我们可以想象。有人说,这个原理是基于质能方程的,为什么不是核裂变?首先,核裂变所需的铀和其他材料在地球上非常有限,而核聚变所需的氘和氚却可以直接从水中提取。其次,核裂变反应具有极强的放射性,安全风险极大,一旦泄露后果不堪设想。最后,整体效益不高。为了控制裂变,由于大量的冷却设备,反应释放的热量被浪费了,而且核聚变的产量也比裂变高。
那么,要怎样才能使核聚变变得可控呢?为了实现核聚变,你需要高温和高压来把电子从原子核上拉开,并且需要高压来使氘核和氚核更有可能粉碎在一起。第二,如果你想 "可控",你想保持能量流动,而不是像氢弹那样一次性释放能量。
“可控核聚变”将来会替代石油成为汽车动力来源吗?
答:不太可能作为直接能源,因为可控核聚变无论在技术上,还是在安全上,都不适合直接给汽车提供能源;最大的可能是作为次级能源,先在核电厂转化为电能,在把电能作为汽车的储备能源。
从理论上来说,在可控核聚变成功之后的很长一段时间内都不可能代替石油成为汽车的动力来源!核聚变之后能源取之不尽,为什么不能作为汽车的动力来源?难道还要烧石油污染空气吗?其实完全不是这样!在可控核聚变和汽车的动力来源还有一条鸿沟必须跨越,那是什么呢?
可控核聚变是人类最想突破的能源技术,一旦成功就能彻底解决人类的能源问题,至少在接下来的数万年间人类不再为能源担忧。
估计算,一升海水中的氘核发生聚变,就足以让一辆小车在“北京-上海”间跑几个来回,可见核聚变中隐藏的能量是巨大的;但是把核能作为汽车的直接能源是不可行的,理由有以下两点。
小型化
核聚变反应需要在超高温下才能进行,至少得1000万摄氏度,需要庞大的设备才能产生这样的极端条件,要把整个装置塞进小车内,几乎是不可能的,或许未来可以用在星际航行的飞船中。
安全问题
就算未来能发明小型核聚变装置,也难以直接用在汽车上,因为核聚变一旦失控就是一颗超级炸弹,很容易被不法分子利用,对社会来说是非常危险的。
比较合适的方式,就是电厂利用核聚变生产电能,电能再输送到用户端,汽车通过蓄电池把能源储存起来,再把电能作为汽车动力来源。
目前最大的难题,就是电池的储能密度太低,当今科技急需来一次电池技术上的革命;或许在未来,汽车只要冲半小时的电,就能行驶上千公里。
地球上海洋占到了地球面积的71%,水资源几乎可以说是取之不尽、用之不竭,你可以将可控核聚变产生的能源视为无限能源,既然有了无限能源,煤炭、燃油等用处就不大了,也就是说仅仅是水资源就能满足人类大部分日常所需,这种利用率达到前所未有的高效。而地球将在这种高效的发展趋势下,积累更多的其它