核聚变能成为人类的终极能源吗?除了发电,它还有哪些新进展?



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文|小编
提到“核”人们总是带着有色眼镜 , 甚至一些人更是“谈核色变” , 觉得核能是非常危险的能源 。 但事实上 , 原子核中储藏着巨大的能量 , 一旦开发利用好 , 可以供人类使用上亿年 。

如今传统的石化能源 , 已接近枯竭 , 可控的核聚变 , 才是解决能源危机的最终手段 。 那么为什么说核聚变是终极能源呢?它还能应用在哪些领域?带着这些疑问 , 进入今天的主题 , “核聚变” 。
什么是核聚变呢?
很多人对核聚变都不是很了解 , 在这里圈个有用“核聚变” , 又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应。 简单来说 , 就是一种原子核在变为另一种原子核时 , 所伴随着能量的释放 , 这个过程就是核聚变 。

核聚变能是两个较轻的原子核 , 结合成一个较重的原子核时释放的能量 , 聚变的主要原料是氢的同位素 , 也就是“氘和氚” 。
举个例子 , 太阳发光发热 , 就是利用核聚变的原理 。 很多人都知道 , 太阳的温度是非常高的 , 太阳不断收缩并发热 , 当积累到某个点就会使太阳物质产生核聚变 , 从而产生高温 , 并向周围辐射能量物质 。

当四个氢原子在高温下靠得很近 , 撞在一起时 , 融合成氦-4 , 也就是两个质子和两个中子的原子核 , 并在这个过程中释放巨大的能量 。 太阳就是一个巨大的核反应装置 , 几十亿年向外辐射能量 。
与其相反的是“核裂变” 。 核电厂利用的就是核裂变原理发电 , 核电站的心脏是核反应堆 , 原子核与核外电子组成的 , 原子核由质子和中子组成 , 当铀235的原子核受到外来中子的轰击 。

一个原子核就会吸收一个中子 , 分裂成两个质量较为小的原子核 , 同时放出2-3个中子 , 如此持续进行 , 就形成了裂变反应式 , 从而产生大量热能 , 以此代替矿物燃料发电 。
核聚变原料从哪儿来?
其实核聚变原料在地球上是很廉价 , 也很丰富的 。 就比如说“氚” , 在海水中就有超过45万亿吨的 , 只要从海水中提取出来 , 可供人类使用上亿年 。

再比如说 , 近年来各个国家都在大力度开发太空资源 , 在浩瀚的宇宙中 , 单单一个月球上 , 就存在大量的氦-3 。 这也是各国争先恐后 , 占领太空资源的原因 。 因此 , 未来核聚变 , 也将会为人类提供巨大的能量 。
为什么说核聚变是终极能源?
首先 , 核聚变具有资源丰富、安全、清洁、高效等优点 , 可以满足人类对于未来 , 理想终极能源的各种要求 。 想象一下 , 每升海水中的聚变 , 就能产生相当于300升汽油 。

一百万千瓦的核聚变电厂 , 每年只需要600的原料 。 同等规模的火电厂 , 每年将要消耗210万吨的煤 。 更重要的是 , 在月球、火星、土星 , 宇宙中的很多星体上 。

都存在足以让人类挥霍数十亿 , 甚至几十亿年的氦-3 , 那时候 , 人类就再也不用担心能源枯竭了 , 因此很多科学家都表示 , “核聚变可成为能够一劳永逸 , 解决整个人类能源问题的 , 终极能源” 。
除了用来发电 , 核聚变还能应用在其他领域吗?
目前核聚变技术最成熟的应用就是“氢弹” , 也就是人们常说的核武器 , 就是利用了原子弹爆炸的能量 , 点燃氢的同位素 , 氘等氢原子和的聚变反应 。

爆炸威力非常大 , 爆炸瞬间 , 一座城市都能瞬间毁灭 。 其次就是发电 , 很多国家 , 包括我国都在积极研究 , 和平核聚变技术 , 用来人工克制核聚变 , 使它用来发电 。
现有的成果就是能够利用 , 托卡马克装置 , 实现2000-5000万度以上的人造太阳 。 前不久我国自主研发的“人造太阳”正式建成 , 并成功 , 这就标志着中国在可控制核聚变技术上 , 取得了重大突破 。

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