核聚变是一种什么能源?为什么说核聚变是人类的终极能源供应?

我们目前所使用的能源形式都存在种种缺陷,比如化石燃料在不久的将来面临枯竭,风能太阳能所能提供的电力有限,核电站产生的核废料和冷却水排放都需要更加严格的监测,因此科学家试图找到更加高效和强大的能量形式,于是核聚变(人造太阳)成为目前在研的能源技术。据估计,海洋中的氘资源能够提供人类250亿年的能量消耗(以当今的能量消耗速率计算)。可以认为核聚变电站可以一劳永逸地解决全球变暖的问题,该技术可以让全世界使用到无限而且清洁的能源,目前世界上几个国家已经开始研究核聚变,国际热核实验堆已经在法国建设。

核聚变的高温只能用磁场来约束:核聚变比核裂变释放出更强的能量,同时不会产生放射性的核废料,因此核聚变是一种清洁而高效的能源,但是我们目前仍然没有掌握可控核聚变的技术。美国科学家在可控核聚变上进行了开创性的研发,但是目前用于发展该技术的资金较少,更离奇的是,美欧等每年在风电等能源上投入了大量资金,可达到千亿美元的规模。因此有评论认为中国和韩国可能在核聚变研究领域会有所突破,因为他们可以获得资金的支持。

核聚变是一种非常清洁的能源,且原料可来自海水:核能其实是一种令人生畏的能量,原子核虽小,微小的质量亏损只要乘以光速的平方就可以获得巨大的能量,早期的核裂变反应堆是第二次世界大战中的曼哈顿计划,利用铀原子分裂时产生的能量,但这是非常危险的,同时也是非常简单的核裂变形式,只要你获得大量的放射性铀,然后就可以利用裂变原理发生连锁反应,最后我们会得到核废料,于是如何处理核废料成了一个大难题。

风电的发展也受到一些环保人士的谴责,低频噪音对周围生物不利:传统的核废料处理方法是使用密封的容器封闭起来,然后进行深埋,或者丢到无人区、深海中,这就会造成不可预测的后果,虽然这些密封的容器可以承受海底的高压,但是核泄漏仍然存在可能。相比之下,核聚变就清洁多了,无放射性的危害,而且聚变反应堆的原料是重氢,我们可以从海水中提炼,因此核聚变是取之不尽,用之不竭的能源形式,如果将其用于宇宙飞船,就有可能进行星际旅行。传统的火电站使用的生态林木材:核聚变有着如此多的优点,但要想获得核聚变装置必须突破非常多的瓶颈。

比如反应过程可达到2亿摄氏度,物质形式为等离子体,是固态、液态和气态之外的第四态,几乎没有材料能承受如此高的温度,因此我们需要用磁场来束缚,这就如同我们把太阳装入了一个瓶子之中,可想而知其难度有多大。正因为此,一些怀疑论者认为核聚变很难在近期实现,但来自英国聚变能源中心的史蒂夫·考利教授认为目前核聚变已经取得了非常大的进展。北卡罗来纳州的大片硬木林被供应给火力电站使用:美国橡树岭国家实验室曾经是曼哈顿计划的大本营,其负责聚变能源研发的科学家戴夫·拉斯穆森认为国际聚变堆将发挥重要的作用,在2020年中期将实现500兆瓦的能量输出,这相当于一个中等规模的商业电站。

(0)

相关推荐

  • 1克核反应物能释放多少能量?

    编辑 | 角落 核能又称原子能,是利用原子核发生变化释放的能量.核能是人类历史上的一项伟大的发现,已经广泛运用于人类的军事和生活许多领域.从地球上能源使用的清洁角度来说,只要不发生地质灾害和核泄露,核 ...

  • 可控核聚变是怎么回事?清洁无污染,还能为人类源源不断提供能源

    人类文明发展水平越高,对于能源的消耗也就越多,所以能源的充足供给是文明发展的先决条件. 所以,人们习惯于以能源的获取能力作为衡量一个文明等级的标准.基于这一点,可控核聚变被视为第一宇宙文明实现的标志, ...

  • 放射性元素是如何摧毁健康的?核废料有害,危害是如何产生的?

    从总体上来讲,核能可以算是一种清洁能源,而人类现今所掌握的获取核能的方式主要有两类,一类是核裂变,一类是核聚变. 众所周知的原子弹利用的就是核裂变技术,而将核裂变可控化就成为了可控核裂变,核电站就是利 ...

  • 永不枯竭的“人造太阳”,中国超环再创纪录,能源不再是问题?

    不会枯竭的资源 目前,人类获取能源的方式有煤炭.石油.太阳能.水能等等,而在这些能源的获取方式中,有将近97%是不可再生的矿物.这其中以煤炭,石油,天然气为代表.我们都知道煤炭等矿物资源都是经过,地球 ...

  • 美公司在安全核聚变能源上获里程碑进步

    导读: 一家位于美国加利福尼亚州的私人公司表示,其开发的一种新技术在核聚变能源技术方面具有里程碑意义. 原子核聚变示意图. 一家位于美国加利福尼亚州的私人公司表示,其开发的一种新技术在核聚变能源技术方 ...

  • 可控核聚变是骗局,还是真能实现?与人类命运相连的未来能源

    可控核聚变是当今世界很多国家都在研究的一种未来能源,其也被视为第一宇宙文明实现的标志,但也有人并不相信它真的可以实现,认为这一切其实就是一场骗局,那么真相到底如何呢? 能源是人类文明发展的基石,这就好 ...

  • 地球上造“小太阳”,终极能源可控核聚变实现起来有多难?

    现在整个世界的运转需要依赖各种能源,特别是电力和化石能源.一旦能源不足,各种设备都会罢工瘫痪,人类的生活质量将会发生很大的退步. 电能需要依靠其它能源进行转化,不过直到20世纪末,人类主要都是使用火力 ...

  • 可控核聚变为什么是终极能源?

    2020年年底,韩国的"人造太阳"创下世界纪录,在1亿摄氏度的温度下运行了整整20秒的时间. 仅仅不到半年的时间,中国重新回到了世界之巅.而这一次,是在1.2亿摄氏度维持了101秒 ...

  • 聚变和裂变哪个威力大

    聚变与裂变的代表就是氢弹与原子弹,通过这两种核武器的爆炸来解释核聚变与核裂变的威力,所以核聚变比核裂变威力更大.核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,核裂变是一个重原子核裂变为两个或两个以上 ...

  • 能源归途:核聚变

    能源不仅广泛应用于工业.农业.交通和通信等领域,也渗透到人们日常生活的各个方面,是人类须臾不可缺少的东西.当前,人类使用的能源主要有化学燃料.裂变核能.太阳能.风能和水能,以及地热能等.这些能源在使用 ...