人類綜合利用太陽能技術方興未艾

2020-09-03 巴蜀清流

人類建立太空電站,利用太陽光輻射能技術,目前比較成熟。但是,如果以微波傳輸的方式發送到地球表面接受後轉化為電能,我認為可能會造成嚴重環境損害,也可能產生嚴重事故。因此,我不贊成這種太空電能傳輸方式。不過,太空電站發電用於大型太空站是完全可行的。

說到利用太陽能,我們現在比較多的是利用太陽光能。比如,太陽光伏電站,太陽能加熱蒸汽發電站,太陽能灶,以及太陽能形成的水力勢能發電站,等等形式。但是,這種利用太陽能的方式還是比較粗淺的,並不十分充分。太陽所產生的輻射能量遠不只有光能,還存在質子流、中子流、繆子流、中微子流等等能量可以利用。

前些時候,四川一公司議論向地球外太空發射大型組裝反射鏡---人造月亮。這種利用太陽光能的方式看似十分新穎,但可能存在對生態系統造成潛在影響。人造月亮,雖然在太陽光輻射強度上不大,但是會造成光照區域晝夜不分明,形似地球南北兩極的夏季。這對眾多生物節律肯定存在影響,也會由此波及到地區性生態食物鏈結構和生物的生長繁育。

我們社會現階段,主要的能源利用形式,仍然是以消耗能源性化石(煤炭、石油物等)方式生產能源。這種重要而不可再生的資源大約僅夠維持幾百年。儘管又發現地球存在大量水合甲烷,即可燃冰,但是,粗略估算,這也僅夠人類使用千年。而且,這些物質的消耗還帶來了嚴峻的環境形勢變壞問題,大氣中二氧化碳濃度升高,氣溫快速漂升,氣候加快逆變,環境汙染容量持續增加,無名烈性傳染病高發,人居環境變得越來越惡劣。這兩方面的情況,也促使人類社會積極思考,必須轉變到持久利用清潔能源方面發展。

自上世紀中葉開始,人類已經能夠利用核能了。在和平利用核能方面,主要是應用地球已有的核裂變材料建設的核能發電廠。當然,地球資源有限,核裂變材料同樣存在未來資源逐步枯竭的問題,仍然不可能達到上億年的持續狀況。至於利用熱核聚變能源,我的研究表明,科學家研究熱情很高,但是,至少百年內要穩定性地實現突破還很難,目前依舊看不出商業性可實際操作的應用前景,仍處於艱苦探索之中。

其實,太陽能綜合利用並不局限於太陽光能,目前的技術力量已經具備可以充分利用太陽輻射的質子流能源。太陽輻射的質子流同樣是一大重要的能源資源,只是我們沒有注意到,更沒有透徹研究怎麼充分利用的問題。

談到現階段利用太陽輻射的質子流能源,這當包括兩部分:一是利用低能量質子流;二是利用高能量質子流。要論效益和前景最大化,可能還是利用高能量質子流能源最可行,而且當前確實已經具備了這種條件。

利用低能量質子流方面,我們可以向地球外太空發射捕獲質子流的專門設備,直接接受質子流,並將質子流轉換為電能,用作太空設備和太空站的輔助能源。這個過程中,基本不存在核反應,只是對質子所攜帶電荷的充分利用。或許,未來可以利用某些發展起來的電能傳輸設備,將電能安全穩定地傳送到地球上。

利用高能量質子流方面,就是我昨日闡述的方式,即向太陽近域發射質子流俘獲器,使得相關核材料直接面對太陽,接受太陽輻射的高速質子流。甚至,我們可以選擇並追蹤太陽黑子暴發點,使得核材料受到高強度輻照而快速改性,由此迅速轉化為可有效利用的中子裂變材料,或者可利用的強烈貝塔輻射材料。這種利用能源方式可以十分長久地進行,除非太陽熄滅而不再輻射質子流了,方得終止。

在初期利用太陽輻射的高速質子流能源試驗探索方面,我們完全可以設置很多研究課題。例如,我們現在的核電站所使用的核燃料廢料,就完全可以通過太陽近域高速質子流轟擊進行核材料轉化。這就不單單是解決了核燃料廢料嚴重堆積的難題,而且還可以徹底將核廢料轉化為優質可用的核燃料。由於太陽近圍所存在的物理條件不同,我們當然可以採用很多材料試驗,最終進行核材料優化,以實現我們獲得最能友好利用的核能源材料。

在未來,人類不僅可以利用地球上的資源進行太陽近域核材料轉化,而且還可以利用月球資源、火星資源、小行星資源等進行太陽近域核材料轉化試驗和發展能源。這些科學研究項目都十分值得期待。

總之,太陽能利用,是人類社會文明發展進程中的必然事項。當然,由粗淺技術利用到複雜技術利用,是一個漸行漸實的過程。我們相信,人類社會在綜合利用太陽能方面方興未艾,必定越來越技術完善,越來越應用廣泛。

相關資料 http://t.cn/A6UlicXg

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