如果可控核聚變實現無限能源,戴森球還有存在的意義嗎?

2020-12-04 星球上的科學

自古以來,能源問題一直與社會發展息息相關,同時能源問題也是未來100年制約人類發展的重要因素。

隨著人類社會文明的進步,人類對能源的需求也越來越多,目前的情況已經是「青山在」也無法滿足人類的能源需求。

於是,煤、石油、天然氣等能源開始被人類大規模使用,還有風能、太陽能、潮汐現在也開始作為人類所需能量的來源,不過這些還是遠遠不夠的。

隨之核能的出現讓人類看到了未來能量滿足的希望,尤其是來自氘核聚變的能量。在核聚變的過程中可以釋放出大量的能量,並且要比核裂變清潔得多,還有核聚變所需的氚在地球的海水中都可以找到,解決了原料問題。

眾所周知,核聚變反應所釋放的能量是巨大的,而可控核聚變也被譽為能源領域的「聖杯」。

什麼是可控核聚變?

核聚變就是兩個相對比較輕的原子核聚合為一個較重的原子核,並釋放出能量的一個過程。核聚變在我們地球上最常見的就是氘與氚的聚變。

據科學家們探索發現每升海水中大約含有0.03克氘,那麼在地球上,僅僅在海水中就有高達45萬億噸的氘,而1升海水中所含的氘,經過核聚變就相當於300升汽油燃燒後釋放出的能量,可以說這種能量是取之不竭的。

雖然氚元素在自然界中並不存在,但是它能夠依靠中子同鋰作用產生,而鋰在海水中就可以取到,再加上這種反應並不會產生汙染環境的放射性物質。

並且受控核聚變反應還能夠在稀薄的氣體中持續進行。因此,科學家們是非常希望能夠發明出能夠有效的控制「氫彈爆炸」的過程的裝置,並且能夠讓能量持續穩定的輸出,這也就是可控核聚變。

我們一直在尋找外星文明,前蘇聯的一位天體物理學家卡爾達舍夫還給宇宙中潛在的文明劃分了等級。

宇宙中的一級文明:也被稱為行星文明,顧名思義就是能夠使用整個行星所有的資源,而我們人類目前就在朝著這個方向努力。由於人類目前對化石能源的依賴在未來很長一段時間裡還會繼續,同時核能、太陽能等新能源也在逐漸發展,所以人類文明還達不到一級,充其量只有0.8級左右。

宇宙二級文明:即恆星文明,就是能夠對整個恆星系的能源進行調用,科學家就是在這個基礎上提出了戴森球的概念。宇宙三級文明:即星系文明,這種程度的文明已經能夠利用整個星系的資源。戴森球概念。

戴森提出的「戴森球理論」可以說是馳名中外,並且在《人工恆星紅外輻射源的搜尋》對這個理論也有非常詳細的解釋。

在戴森看來,我們賴以生存的地球本身所蘊藏的能量是非常有限的,並不是取之不盡的,而且這些能量根本就不可能支撐地球文明可以發展到下一個高級階段,而在一個恆星-行星系統中,所含有的絕大部分能源都是來自恆星的輻射。

但迄今為止,在太陽系內的各行星也只是接收了太陽輻射能量的大約 1/109,所以在戴森看來,我們人類如果想要發展成更高一層面的文明,必須要有一定的能力可以將太陽的能量全部接納。

因此戴森提出如果能夠將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,這樣就會讓太陽的大部分輻射能量能夠被我們人類利用起來。

並且,如果發展的好的話,甚至還有可能會利用這些能量來長期支持人類文明發展到足夠的一個高度。雖然這個理論讓人聽起來感到荒繆,並且認為這只是異想天開。

這種情況只有在科幻電影才能夠實現,但是如果我們細想的話,其實也是毫無破綻的,因為如果想要發展高級文明就必然要經過這個階段的才能夠完成的。

我們可以看出戴森球帶給人類的能量是遠遠多於可控核聚變。

那麼戴森球能夠實現嗎?

實際上在不少的科幻小說中已經出現了人類打造戴森球的情節,但是現實卻是很骨感的,戴森球這種裝置幾乎不可能實現。

首先人類目前的能力不足,而且在太陽系內的物資非常有限。地球和太陽比較,地球已經非常渺小了,那麼要打造出能夠將太陽籠罩著的籠子根本是不可能的,還有八大行星的總體積、總質量也沒有太陽的大。

因此退一萬步來講,就算能夠把八大行星上的礦產資源都用來製造戴森球,也是連個蓋子都做不成的。

其次,如果建成了戴森球,那麼要讓它來吸收太陽的能量然後轉化成人類可利用的能量,這種技術在現實中是做不到的。

最後戴森球只是一種想像,最基礎的理論依據的支持都沒有,在20世紀60年代,戴森球就已經被人們認為只是不切實際的一種結構了,而在現在也是不可能實現的,這種解決人類能源問題的方案目前離人類還非常非常遙遠。

總結。

目前要解決人類所面臨的能源問題,可控核聚變才是一個非常好的方案,它的成功意味著無限能源時代的來臨,而目前科學家們也正朝著這個方向努力著,就目前的形勢來看,人類有望在幾十年內實現可控核聚變。

相關焦點

  • 如果可控核聚變實現無限能源,還有建設戴森球的必要嗎?
    為了從根本上突破能源問題的束縛瓶頸,世界上一些國家開始在可控核聚變上下功夫,並且已經取得了重大的階段性突破。可控核聚變的原理在自然界中,最容易實現、所需能量輸入也是最低的聚變反應,就是氫的同位素氘與氚的聚變。與核電站發電所運用的核裂變原理不同,核聚變是在超高溫的環境中進行的,不會產生高水平的核輻射,也沒有核廢料的產生,是理想且又高效的清潔能源。
  • 如果人類實現了可控核聚變,還需要建造戴森球嗎?必需要走的路
    核聚變是核能最強的一種能量釋放方式,人類將它應用到氫彈上。只不過氫彈只是核聚變不可控的一種應用方式。科學家一直探索研究的是可控核聚變,也就是將核聚變的能量通過可控的方式一點點釋放出來。核裂變會產生非常大的核輻射汙染,還會產生核廢料,而核聚變則不同,它不會產生任何的核廢料,也沒有核輻射汙染,不會對環境產生危害。核聚變還有一個好處,好就是原料非常簡單,在自然界中人類能夠最容易實現的聚變反應就是是氘與氚的聚變,而氘與氚都能夠通過海水進行大量的提煉,根據科學家的測算,每升海水中大約含有0.03克氘。而地球上的海水能夠產生高達45萬億噸的氘。
  • 能源革命來臨:掌握可控核聚變後人造星系將成現實!
    法國建造國際核聚變實驗堆的消息引發了人們的廣泛關注,因為可控核聚變技術對資源日益緊張的地球來講實在是太重要了。就在大家將核聚變的重點放在能源方向的時候我卻在偶然間意識到這件事遠沒有想像的那麼簡單,可控核聚變是人類能源應用過程中一次革命,更是人類實現星際航行的基礎,可控核聚變技術成熟之後人造星系將成為現實。
  • 作為實現第二宇宙文明的標誌,人類距離戴森球還有多遠?
    戴森球最早是由愛因斯坦的助手戴森在1960年提出的,這是一種大膽的構想,而現在,這種大膽的構想更是被人類當成了第二宇宙文明實現的標誌。不過人類距離戴森球這種想像中的能源獲取方式還有很長的路要走。那麼戴森球在未來是否有變為現實的可能?人類還需要多長時間才能夠真正擁有戴森球呢?我們要從人類文明的發展歷程說起。
  • 作為實現第二宇宙文明的標誌,人類距離戴森球還有多遠?
    戴森球作為一種未來的高科技能源收集方式,其在很早以前就已經提出了。戴森球最早是由愛因斯坦的助手戴森在1960年提出的,這是一種大膽的構想,而現在,這種大膽的構想更是被人類當成了第二宇宙文明實現的標誌。不過人類距離戴森球這種想像中的能源獲取方式還有很長的路要走。
  • 如果強人工智慧和可控核聚變同時實現,世界將變成什麼樣?
    這是一個開放性的話題如果強人工智慧和可控核聚變同時實現,世界將變成什麼? 我們暫不考慮技術瓶頸,以最理想化的情況想像未來。首先最理想的可控核聚變意味著:起碼在100萬年的時間尺度內,能源對人類來說是無限的。
  • 可控核聚變是怎麼回事?清潔無汙染,還能為人類源源不斷提供能源
    所以,人們習慣於以能源的獲取能力作為衡量一個文明等級的標準。基於這一點,可控核聚變被視為第一宇宙文明實現的標誌,而第二宇宙文明實現的標誌則是傳說中的戴森球。正如我們所知道的那樣,目前人類關於可控核聚變的研究還處於發展階段,同時人類也未能達到第一宇宙文明的標準。 那麼,到底什麼是可控核聚變呢?
  • 人類想要實現可控核聚變,需要花費多久?究竟哪方面出現了問題?
    可是近幾年來,人類的科技仿佛停滯不前,像是被某種事物限制了一樣,隨後科學家說出了其中端倪,未來人類一旦實現可控核聚變技術,將會徹底改變人類的時代,甚至能夠改變人類的生存方式。這一說法並不是沒有任何依據,毫不誇張的來說,未來一旦實現可控核聚變技術,人類極有可能會成功移民到其他星球上,可是人類在實現可控核聚變技術的過程中,究竟哪方面出現了問題?
  • 塔比星存在戴森球?如果真的存在,會對地球產生威脅嗎?
    我們最熟悉的恆星就是太陽了,太陽每秒鐘所釋放的能量約為38600億億兆瓦,以人類現在的能源消耗速度來計算,太陽每秒鐘所產生的能量足夠人類使用25萬年以上。而我們在地球表面所能夠收集到的太陽能量是微乎其微的,微小到幾乎可以忽略不計,如果我們能夠建造一種設施直接吸收太陽的能量,那麼能源真可謂是取之不盡用之不竭。
  • 塔比星存在戴森球?如果真的存在,會對地球產生威脅嗎?
    而我們在地球表面所能夠收集到的太陽能量是微乎其微的,微小到幾乎可以忽略不計,如果我們能夠建造一種設施直接吸收太陽的能量,那麼能源真可謂是取之不盡用之不竭。一級文明能夠利用所在行星的全部能源,而一級文明實現的標誌就是可控核聚變,目前世界上很多國家都在進行可控核聚變的研究,一般認為人類距離可控核聚變的應用還有百年左右的時間,所以現在的人類文明還沒有到達一級宇宙文明,如果非要給一個級別的話,那麼可以算作0.7級。而二級宇宙文明能夠利用所屬恆星系統中恆星的全部能源,而其實現的標誌就是戴森球了。
  • 如果實現了可控核聚變,人類生活會變成什麼樣?
    可控核聚變技術,就是其中最具潛力的一個。所謂可控核聚變,也就類似於現在太陽的燃燒方式。太陽內部其實一直在進行核聚變,並向外界散發能量,人類研究的可控核聚變技術也有一個形象的名字,叫做「人造太陽」,是一種無限接近永動機的理想能源。作為可控核聚變原料的氘和氚在海洋裡有很多,至少能用幾百億年,可以說是取之不盡、用之不竭的。
  • 在可控核聚變帶來的近乎無限能源的誘惑
    要為社會帶來實質性的好處,至少要50年或者隔幾代人,這個參考之前基礎科學的發現到應用的時間就能推測,建立國家晶牌以及對全世界人才吸引的方面就是立畢見影的紅利,這個時間窗口到2025年就會關閉,其他歐美日等科研強國就可以啟動同樣的計劃,建與不建以楊振寧和王哈芳的論戰為焦,我們當前是否應該花巨資去建設大型粒子對撞機,在此我要說明一點,楊振寧並不是完全反對建造這樣的大科學裝置,作為量子場論的提出者,他明白基礎研究的意義
  • 在可控核聚變帶來的近乎無限能源的誘惑
    要為社會帶來實質性的好處,至少要50年或者隔幾代人,這個參考之前基礎科學的發現到應用的時間就能推測,建立國家金牌以及對全世界人才吸引的方面就是立竿見影的紅利,這個時間窗口到2025年就會關閉,其他歐美日等科研強國就可以啟動同樣的計劃,建與不建以楊振寧和王哈芳的論戰為焦,我們當前是否應該花巨資去建設大型粒子對撞機,在此我要說明一點,楊振寧並不是完全反對建造這樣的大科學裝置,作為量子場論的提出者,他明白基礎研究的意義
  • 可控核聚變卡在了哪,還要讓我們等多久?
    在那些看得見卻還摸不著的未來技術中,最令人期待的莫過於可控核聚變技術了,因為人人都知道這項技術的實現將會徹底改變人類的生存方式。這麼說一點也不誇張,一個文明,特別是現代文明的發展與所能夠利用的能源是息息相關的,而可控核聚變技術只需要100噸的氦-3就可以滿足全人類一年的能源需求,也就是說對於現階段的人類而言,能源將會取之不盡用之不竭。
  • 未來超級技術:人造黑洞、端粒保護及可控核聚變
    反之:如果人類找到方法使端粒加長,DNA將永遠穩定,細胞將不再死亡,人類將永生! 三,可控核聚變技術。人類運用核技術製造了核武器,人類目前擁有的核武器可以毀滅人類文明多次。(核聚變)由核技術發展而來的可控核聚變技術同樣可以幫助人類解決能源問題,進行星際旅行。
  • 未來超級技術:人造黑洞、端粒保護及可控核聚變
    三,可控核聚變技術。人類運用核技術製造了核武器,人類目前擁有的核武器可以毀滅人類文明多次。但「刀是殺人的利器,也是分解食物的工具。」(核聚變)由核技術發展而來的可控核聚變技術同樣可以幫助人類解決能源問題
  • 星際移民不再只是空想:可控核聚變技術將讓一切成為可能
    ,因為可控核聚變技術對資源日益緊張的地球來講實在是太重要了。就在大家將核聚變的重點放在能源方向的時候我卻在偶然間意識到這件事遠沒有想像的那麼簡單,可控核聚變是人類能源應用過程中一次革命,更是人類實現星際航行的基礎,可控核聚變技術成熟之後人造星系將成為現實。
  • 人類實現了可控核聚變,會成為初級的造物主嗎?今天算明白了
    但如果我們實現的可控核聚變,那麼人類就會成為初級的造物主,這對於我們以後的發展而言是特別有意義的。現在有很多國家都在研究核聚變,但是對於核聚變產生的能量,卻並不能進行100%的轉換,最大的能力也就是能夠達到70%左右,這個時候可以說利用率極低。
  • MIT實現可控核聚變新突破 無限能源不遠了?
    而等離子體的高壓是實現可控核聚變關鍵因素之一。此舉標誌著受控核聚變距離成為一種實際可用的能源來源又向前邁進了一步。由於具有清潔無汙染、原料幾乎取之不盡(可以直接使用海水)、安全性高等優點,核聚變被視為一種近乎用之不竭的理想能源
  • 中國終於實現了可控核聚變
    核聚變託克馬克裝置特大科技新聞,我國的可控核聚變取得重大突破,咱們的人造小太陽首次實現放電了,我們離接近無線清潔能源,又近了一步,一旦實現可控核聚變發電,我們就可以完全擺脫對石油能源的依賴。核聚變反應堆產生的能源這兩天幸福確實是來的真的有點突然了,而且還讓人目不暇接,咱們先是蹭的一下就上月球上挖礦去了,緊接著呢,就造出了世界算力最強的量子計算機,那這個新聞還沒被捂熱乎呢,又來了可控核聚變實現放電,說明我們的科技發展啊