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能源问题是从人类文明诞生以来就一直在困扰着人们的问题 。 人类在学会使用火之后 , 就需要用人工的方法去取得火种 , 而不是单纯只等待雷电、山火等自然起火 。
火的本质是能量的一种表现形式 , 所以我们其实就是在追求化学反应释放出的能量 , 用来完成一系列人类本事做不到的事情 。
而在工业革命到来之后 , 人类对于能量的需求陡然加大 , 人们开始从大自然中大量开采能源 , 比如煤炭、石油等等 。 凭借着这些能源 , 人类社会发生了翻天覆地的变化 。
【马里亚纳海沟|我们离可控核聚变还有多远?怎样实现可控核聚变?】在大量开采地球能源百年之后 , 人类开始意识到这并不是一个长久之计 。 我们现在使用的很多能源都是不可再生资源 , 是在特殊的自然条件下花去了极其漫长的时间才形成的 , 总量十分有限 。 如果我们再这样持续开采下去 , 那么终有一天我们将会面临没有能源可用的窘境 。
因此 , 人们也在积极研究可替代的能源 , 以在未来解决人类社会的能源问题 , 不至于让我们走上一条“绝路” 。 其中 , 核能就是我们在重点研究的一种能源 , 那么人类究竟研究到了什么程度了呢?
核聚变是一种什么能源?
在核能中 , 人们比较熟悉的大概是核裂变与核聚变两种 。 我们虽然对这两个名词并不陌生 , 但是却未必知道它们到底是什么原理 。
核裂变是物质中比较重的原子核进行分裂 , 转化成比较小而轻的原子的过程;而核聚变反应当然是相反的 , 指的是两个较轻的原子核在反应中形成一个较重的原子核与一个较轻的粒子的过程 。
不管是核裂变还是核聚变 , 都会在这个过程中释放出大量的能量 , 其中核聚变所产生的能量要比核裂变更大 。
核裂变与核聚变当然不是人类发明出的能源 , 在自然界本身就一直存在着 , 甚至我们时时刻刻都在感受着核聚变的能量 , 因为我们的恒星太阳所散发出来的光和热 , 就是核聚变反应的产物 。
太阳是一颗主要由氢和氦组成的星球 , 其内部的氢原子在强大的压力之下 , 会相互碰撞融合 , 形成氦原子 。
数十亿年来 , 太阳一直在进行着这样的反应 , 不断地向四周的宇宙空间释放能量 , 其中大部分都浪费掉了 , 只有非常小的一部分被地球所接收 , 并以此滋养了众多的生命 。
人类对于核聚变的应用
在发现了核能之后 , 人们首先看到的是它在裂变和聚变过程中所释放出的巨大能量 , 想到了将其运用在武器的制造上 。 于是在上个世纪的第二次世界大战中 , 美国人首先制造出了利用核裂变原理进行攻击的武器 , 也就是原子弹 。
原子弹在二战末期的应用让全世界都将目光集中在了这种威力巨大的武器身上 , 核能成为了各国竞相研究的能源 。 但是由于技术较难 , 成本较高 , 目前只有极少数国家拥有这项技术 。
在原子弹技术发展成熟之后 , 人们又开始研究使用核聚变反应进行攻击的武器 , 并且在数年后取得了成功 , 这就是氢弹 。 时至今日 , 人类制造出的威力最大的核武器还是苏联的“沙皇”氢弹 , 而我国也后来居上 , 掌握了原子弹和氢弹的制造方法 。
核力量的掌握对于我国的综合国力提高有着重要的贡献 , 是我国国防力量中极为重要的一环 。 在二战结束后 , 和平与发展成为世界主流 , 于是人类也开始研究将核能应用于帮助人类社会建设的方面 , 比如发电 。 如今 , 人类已经掌握了可控的核裂变 , 并建设起了不少的核电站 。
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