
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(gè)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(jī)器和電力,從此走出了黑暗的農(nóng)耕時(shí)代,進(jìn)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(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步,可控核聚變的實(shí)現(xiàn),將促進(jìn)人類文明進(jìn)入一個(gè)新發(fā)展時(shí)代。
核聚變的理論形成已經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)了,人類早就已經(jīng)實(shí)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(shí)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(yùn)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(dòng),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(duì)核聚變的運(yùn)用還一直在研究中,進(jìn)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?yàn)檫M(jìn)行核聚變的條件更為苛刻和困難。
在太陽中心,每時(shí)每刻都在進(jìn)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(gè)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(shí)現(xiàn)核聚變,這樣要求溫度達(dá)到上億度。所以如何達(dá)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(diǎn)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?yàn)樗哂泻芨叩谋容^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(gè)氘核共放出43.24MeV能量,相當(dāng)于每個(gè)核子平均放出3.6MeV。它比n+裂變反應(yīng)中每個(gè)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(duì)環(huán)境構(gòu)成大的污染。而核裂變由于原料鈾的儲(chǔ)量不多,政治干涉很大,放射性與危險(xiǎn)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(dāng)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(jī),真正的從“石油文明時(shí)代”走向“核文明時(shí)代”,人類文明將提升到一個(gè)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(shí)驗(yàn)裝置EAST(先進(jìn)超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)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(yùn)行,在這方面走到了世界前列。能不能像常常說的最終實(shí)現(xiàn)彎道超車,還有待后續(xù)努力。
有報(bào)道德國仿星器核聚變反應(yīng)堆研究取得突破進(jìn)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(gè)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(jìn)步。
科學(xué)界預(yù)測了,受控核聚變發(fā)電有可能在2025年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營,2050年將有可能廣泛的服務(wù)于社會(huì)。

時(shí)空通訊在過去已經(jīng)多次提到過宇宙三級(jí)文明等級(jí)的劃分,這是前蘇聯(lián)科學(xué)家卡爾達(dá)舍夫在上世紀(jì)六十年代提出來的一個(gè)理論。
卡爾達(dá)舍夫認(rèn)為宇宙文明的主要衡量度標(biāo)是能源的控制和使用,可分為行星級(jí)一級(jí)文明,恒星級(jí)二級(jí)文明,星系級(jí)三級(jí)文明。每一級(jí)文明的提升,都伴隨著能源使用的數(shù)量級(jí)增長。他的這個(gè)理論盡管只是一種假設(shè),但得到了科學(xué)界廣泛的認(rèn)同。
科學(xué)界測算,人類文明目前還只有0.73級(jí),要達(dá)到一級(jí)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(dá)到二級(jí)文明則需要增加能源控制和使用能力100億倍以上。
實(shí)現(xiàn)了可控核聚變,解決了能源危機(jī),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(dá)到一級(jí)行星級(jí)文明。當(dāng)然要實(shí)現(xiàn)二級(jí)文明人類還需要幾千年的奮斗(這方面的介紹請(qǐng)查看時(shí)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(shí)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(yuǎn)航。如果核聚變,30毫克的氘就相當(dāng)于300公升汽油,三公斤氘就相當(dāng)于30000噸汽油的能量,如果氚核聚變則可以實(shí)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(yuǎn)。
當(dāng)然太空遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)。
核聚變的能源地球上儲(chǔ)存量巨大,夠人類使用一陣子。
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