當人類攻克了核聚變的大關之後,世界會發生什麼變化?

2020-11-07 愛較真的戴老師

核聚變是未來能源利用的有效方案。

核聚變是獲得原子能的一種方法,通過輕核聚合而引起原子核結合能變化。核聚變所需的燃料是氘,在地球上的儲量是用之不竭的。重要的是,核聚變沒有放射性,所以相對目前原子能利用的核裂變,更加安全和潔淨。但如何實現可控核聚變,目前還是人類需要解決頭等大問題。

核聚變的條件與技術實現。

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

當前人工可控核聚變的困難

人工可控核聚變的困難在於如何實現對高溫等離子體的束縛,地球上當然無法具有恆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雷射慣性約束等方案,國際和國內都啟動了多項可控熱核聚變實驗堆的研究,儘管對核聚變過程的研究進行了數十年,但目前對還具有很大的技術挑戰,樂觀估計,離商業應用還要幾十年的時間。

一旦突破可控核聚變,人類的發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存在;燃燒石油等碳基能源所造成的的溫室效應,也會得到有效的治理。目前,一些科學家們對文明的分級也是以能源的利用為標準的。所以一旦人類實現可控核聚變,就可以利用裝載核聚變發動機的飛船,實現星際旅行的目的,去尋找更多的資源和探索星空秘密,我們的徵程是星辰大海。

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    如果能夠解決核聚變技術,人類將獲得取之不盡用之不竭的新能源。人類點滿核聚變這項劃時代的技術,帶來的影響不亞於前三次工業革命,從此之後再也不用擔心能源短缺問題,就可以把目光投入到太空,將文明的火種撒向整個太陽系。當然,這一天的到來還有點遠,但可控核聚變的技術正在飛速發展中,也許我們有生之年就能夠享受到這項技術穩定發電帶來的便利。我們不妨先了解一下核聚變的相關知識。
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    在人類目前所發現的能源中,核能的能量密度是最大的,而核能的利用又分為核裂變和核聚變。利用核裂變的原理,人類製成了原子彈,利用核聚變原理,人類生產出了氫彈。從這兩種核武器所釋放出來的威力,我們就能看到核能的能量之大。通過愛因斯坦發現的質能方程E=MC我們也能計算出物質所包含的巨大能量。能順利的獲取到這個能量或許能夠永遠地解決人類的能源危機。
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    先來定義一下,怎樣才能算是「實現了可控核聚變」,核聚變不是隨隨便便就可以點燃的,我們需要先向反應爐輸入能量才有可能從中得到輸出的能量,這裡有一個被稱為「Q值」的衡量指標,它指的是輸出能量與輸入能量的比值,我們可以看到,只有在這個「Q值」大於1的情況下,可控核聚變才會實現輸出能量大於輸入能量
  • 為什麼太陽能控制核聚變,而人類卻不行
    而自從愛因斯坦提出相對論之後,微觀世界的大門就開始向人類敞開,科學家研究微觀世界,其中最重要的一個成果就是核能,人類對核能利用的時間非常早,是作為武器來使用的,因為核聚變反應猛烈,不需要去控制,怎麼威力大怎麼來,所以,把核能作為武器,相對來說比較簡單。但是,核武器自從出現以來,就基本沒有被動用過,對於人類來說,也基本是壞處。
  • 核衰變、核裂變、核聚變區別(大眾科普)
    核聚變,即輕原子核(例如氘和氚)結合成較重原子核(例如氦)時放出巨大能量。因為化學是在分子、原子層次上研究物質性質,組成,結構與變化規律的科學,而核聚變是發生在原子核層面上的,所以核聚變不屬於化學變化。 熱核反應,或原子核的聚變反應,是當前很有前途的新能源。
  • 1000年後的人類世界會是什麼樣?科學家給出的答案讓人們嚮往
    這是古人認知有限的結果,而從北宋到現在的1000年時間裡,人類文明的發展雖然快速,還沒有快到讓人們無法理解。可是未來1000年的科技發展有可能會快到超出我們的認知,所以,1000年後的人類世界,有可能在現代人眼裡,也是一個不可思議的神國。那麼千年之後的人類世界會變成什麼樣呢?對此科學家也提出了幾個大膽的猜想。
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