掌握可控核聚變能實現什麼?能讓我們走出銀河系嗎?

2020-12-06 奇點使者

引言:你是否思考過為什麼太陽能夠幾十億年如一日地「燃燒自己照亮別人」?究其原因就是它內部每時每刻都在進行核聚變反應。核聚變反應是一種比核裂變反應更高效、所需原料更少的產能方式,掌握了它能夠給人類帶來什麼呢?

當科學家第一次發現了核能的存在,仿佛叩響了能源世界的一道大門。到人類掌握核能的產生技術之後,在產能方式上人類又多了一個自由度。與其他產能方式相比,通過核反應所產生的能量遠遠要得多。再者,產生核能所需要的原料也比傳統的化石能源少,對環境的汙染程度大大降低,以至於人類最早在上個世紀中期就開始發展核電站了。但目前人類所掌握的核技術僅僅是核裂變技術,與之相對的核聚變技術在許多方面要更勝一籌。

核裂變與核聚變是產生核能的兩種方式,前者是通過不斷分裂原子核來釋放能量,後者是通過不斷結合原子核來產生能量。如果單純從能量轉化方面來看的話,那麼核聚變反應要比核裂變反應高出至少五倍左右。如果從原料供給的角度來看的話,核裂變的原料要求高,因此地球儲備量有限,但是宇宙中到處都是核聚變的原料,那就是最基本的氫元素。因此宇宙中大多數能夠「熊熊燃燒」的恆星都是通過核聚變反應維持的。

實際上科學家早在上個世紀中期發展核裂變技術的同時也意識到了核聚變反應的存在,但是相比起核裂變來說要想掌握核聚變技術實在是太難了,以至於人類探索了將近70年都還沒有掌握成熟的核聚變技術。雖然如此,但是如今已經有多個國家已經開始著手研究人造太陽的可能性,這其中就涉及到了核聚變反應。如果人類在未來能夠掌握核聚變技術的話,是否能夠利用它為飛船提供強勁的動能以突破太陽系甚至是銀河系呢?

對此有科學家曾經進行了專業的計算,結果發現即使未來人類研發出靠核聚變產生的能源驅動的飛船,速度最高也只能夠達到光速的15%左右。以這樣的速度飛出太陽系所需要的時間固然不需要超過50年,但是去到其他星系就不好說了,例如去到距離太陽系最近的比鄰星系至少也需要20~30年左右的時間。而我們的銀河系半徑超過5萬光年,也就是說光速飛行的飛船也需要5萬年的時間才能夠飛出銀河系,由此可知依靠核能的飛船仍然無法實現人類的夢想。

連核聚變都無法提供突破銀河系的能量,那還有什麼產能方式能夠擔此重任呢?有專家表示目前仍處於初級探索階段的暗物質或許是「候選者」之一,但對於人類來說這條路十分漫長。雖然掌握了核聚變技術無法幫助我們突破銀河系,但是幫我們突破太陽系還是有可能的。有觀點認為一旦人類成功飛出太陽系,那這相當於人類解鎖了新區域。在新的宇宙區域中我們又可以繼續進行探索,說不定能夠發現一顆含有豐富礦產的星球。目前來說一切都還只是設想,讓我們對未來抱有期待吧。

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  • 就算人類實現了可控核聚變,我們也很難走得出銀河系
    核能的來源有兩種方式,即核裂變以及核聚變。經過科學家們的不懈努力,我們已經基本上掌握了前者的利用,但因為可用於核裂變的原料很少,其質能轉換率又相對較低,所以從長遠來看,人們對以核裂變為基礎的核能並不看好。核聚變就完全不一樣了,在宇宙中,可用於核聚變的原料可謂是隨處可見,而且核聚變的質能轉換率是核裂變的5倍有多。
  • 科學最前沿的可控核聚變什麼時候能實現
    得到的回答都是應該還有30~40吧,40年前是這個回答,40年後的今天還是這個回答,雖然是這樣但可控核聚變依然是科學的最前沿全力研發的重要主題,因為它對我們來說實在是太重要了,為什麼說目前的可控核聚變研究並沒有那麼樂觀,為什麼可控核聚變非常的難,一旦成功了又意味著什麼。
  • 可控核聚變能用在火箭上嗎?
    可控核聚變能用在火箭上嗎?能否幫助我們人類登上火星?可控核聚變是火星任務返回的關鍵自人類在1961年登上月球,浩浩蕩蕩的阿波羅任務在1972年結束後,我們就把目光投向了太陽系中最有可能存在生命的行星火星,火星也是我們人類下一個最有可能登陸的地外行星,在太陽系中除地球之外的所有行星中,沒有一個星球像火星那樣一直吸引科學家的注意力。
  • 如果人類掌握了可控氫聚變技術,那我們就可以飛出銀河系麼?
    歡迎大家來到百家號科幻宇宙,今天小編和大家分享的是如果人類掌握了可控氫聚變技術,那我們就可以飛出銀河系麼。現在有很多人是非常關注關於氫聚變的技術,事實上人類早在上個世紀就已經掌握了氫聚變技術,只不過可控的氫聚變技術目前的人類尚未掌握,那麼如果人類掌握了可控氫聚變技術,那我們就可以飛出銀河系麼?其實根據科學家給出的解釋,就算是人類目前掌握了可控氫聚變技術,並且將這一技術運用到航天上,其實對於人類而言,也很難幫助人類飛出太陽系,那就更別說是飛出銀河系了。
  • 中國可控核聚變技術領先世界,未來依靠核聚變能飛出太陽系嗎?
    而距離地球最近的一個恆星系是比鄰星系,它們距離我們有4.2光年。以目前人類最快的探測器的飛行速度,要抵達比鄰星至少也要幾萬年的時間,帶著人前往比鄰星更是想都不敢想。那這是不是意味著人類註定要被困在地球上?未來的能源革命有沒有可能改變這個現狀呢?核聚變反應按照目前的科學理論,人類能夠實現的能源最高的利用是可控核聚變反應。
  • 可控核聚變的實現到底有多難?可能再過50年也難以實現
    當時不少科學家發出豪言,人類有望在50年內實現可控核聚變技術,讓它取代化石能源。可是如今50年過去了,可控核聚變實現了嗎?估計很多人都知道,現在科學家研究的可控核聚變離真正實現還無比遙遠,只有進入這個研究領域,我們才知道要實現它有多麼的困難。那麼可控核聚變的實現到底有多難?為什麼科學家研究探索了半個多世紀,仍然進步緩慢呢?
  • 可控核聚變到底是什麼?
    可控核聚變被我們人類稱為無限的清潔能源,也就是說,若是掌握了可控核聚變技術,那我們就會擁有無限的能源來使用,從此不用再擔心能源缺少以及環境汙染的問題。我們現在所使用的能源主要來源就是石油和煤,而這些能源是有限的,他它總會有用完的一天,所以我們就要想辦法來解決這個問題。
  • 可控核聚變能成為未來汽車的動力來源嗎?
    可控核聚變在未來實現民用化,成為替代化石燃料的能量來源,這是完全有可能的。而且人類的文明想要發展到更高的水平,這一步也是必然之路。人類現在已經可以實現核聚變反應,那就是氫彈爆炸,其本質反應是氫的兩種同位素——氘和氚,發生核聚變反應。
  • 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
  • 人類的可控核聚變時代-如您所想嗎?
    或者我們就來展望下,可控核聚變的時代-真如您所想像的那樣嗎?仿星器示意圖一、您認為的可控核聚變堆就如上圖所示嗎?二、您認為到了可控核聚變時代就能不受限制的使用電能了嗎?其實完全不是這樣,因為僅僅在ITER上的可控核聚變方案全世界已經投入了數百億美元,另外還有各國自行開展的試驗,然而這些成本將完全分攤到未來的可控核聚變電站發出的每一度電中,我們不知道什麼時候會用上這個聚變電能,但可以肯定的是,這個電價會維持在當前的水平很長一段時間!
  • 人類究竟如何才能飛出銀河系?核聚變可以嗎?答案超乎想像
    根據目前的尖端科技,結合現實分析,人們初步得到了結果:那就是掌握可控核聚變,因為核聚變的能量可以無限制使用。核聚變能產生大量的能量,例如一升的氘核物質相當於300升汽油燃燒時的熱量,而且氘核物大量存在,特別是海洋中,我們可以在海洋中提取大量的氘核物,據初步統計,所有海洋中的核物能夠供人類使用幾十億年的時間。從這裡來看,似乎人類再也不用擔心會能源枯竭了。
  • 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
    可現實的情況卻是,依靠化石能源速度已經很難再提升,原因就是化石能源的能量級別是非常低的,它並不支持速度的進一步提升,更不要說實現質的飛躍。因此,我們的飛船速度想要獲得質的提升,能源是必然要解決的事情。那麼能夠取代化石能源的更強能源會是什麼?相信很多朋友已經想到了,是可控核聚變。核能相信大家都知道,它可以說是人類進入科技時代以來,發現並開始應用的最強大能源。
  • 人類掌握了可控核裂變,為啥還要艱難開發可控核聚變,有意義嗎?
    人類目前還是只掌握了不可控核聚變,也就是氫彈,「轟」的一聲能量就一下子爆發了,這種能量除了破壞作用,絲毫也不能用於國計民生的造福。可控核聚變的難點在哪兒呢?首先核聚變必須有高溫或高壓。這就是可控核聚變必須解決的三個難點。簡單的說,就是要實現超高溫,並約束這個高溫等離子體,還要能夠做出功來。現在實驗可控核聚變實現的條件。現在找到的約束超高溫等離子體的方法主要有三種,即磁約束、重力約束、慣性約束。
  • 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。
  • 人類為什麼要研究可控核聚變?
    歡迎大家閱讀本期的鵬楊科普,在前兩天的文章中給大家說了一下人造太陽的事情,其中我們說到了可控核聚變的問題,但我們並沒有談到可控核聚變的用途,沒有說到我們人類為什麼要花這麼大的精力去實現可控核聚變,若是實現了到底能有什麼作用?本期的內容我們就主要來說說可控核聚變的用途。
  • 可控核聚變技術有什麼用?
    相信大家都知道能源對我們人類是非常重要的,如果沒有能源,那我們人類也將無法生存,不過在地球上的能源是越用越少,尤其像石油和天然氣這些不可再生的資源
  • 當人類徹底掌握可控核聚變技術後,未來世界會發生什麼變化?
    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。
  • 如果實現了可控核聚變,人類生活會變成什麼樣?
    目前人類主要的能源是化石能,它帶給了人類社會巨大的進步,但同時也帶來了環境汙染,氣候變暖等問題,化石能源屬於不可再生能源,總有一天會被耗盡。所以世界各國科學家一直在尋找一種更加清潔高效的能源。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。
  • 如果可控核聚變技術實現了,電費真的會非常便宜嗎?想多了
    而能源技術的不斷進步更新也能夠說明科技實力在不斷進步,雖然全人類走進工業時代已經有數百年,科技也是日新月異,但是我們目前使用的能源仍然還中集中在化學能源。數百年的工業時代,我們只不過是將化學能源的應用在不斷提高,而這種提高並沒有讓全人類掌握的能源發生質的改變。所以,全人類的文明等級還不到一級,最多只能算0.7級,而是突破一級屏障,成為一級文明,那麼關鍵的技術就是可控核聚變。
  • 可控核聚變時代即將來臨,人類文明迎來新機遇
    按照計劃人類將在2050年左右掌握核聚變技術並開始進行商業運營,人類文明也將因為可控核聚變技術的掌握而再次出現質的飛躍。可控核聚變反應堆建成之後將利用氫的同位素「氘-氚」核聚變形成「氦」過程中釋放出的巨大能量來發電。很多人可能會問了,不就是一個發電站嗎?值得這麼多國家幾十年如一日都想去實現?對此我只能說這是一個偉大到足夠影響人類命運的超級項目。因為核聚變反應堆需要的氘和氚元素也比較容易獲得,反應進行時也不會產生任何放射性物質,對於人類來講核聚變也是清潔能源之一。