地球上的氚很稀少,但可控核聚变又少不了它,怎么办?


地球上的氚很稀少,但可控核聚变又少不了它,怎么办?


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地球上的氚很稀少,但可控核聚变又少不了它,怎么办?


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地球上的氚很稀少,但可控核聚变又少不了它,怎么办?


身处于一个科技爆炸的时代 , 几乎每天都有新的事物产生 , 但在所有预期的未来科技中 , 最受瞩目的无疑就是可控核聚变了 。
为什么人类对于可控核聚变的关注度如此之高呢?因为这是一个不同于其它技术的变革性技术 , 它的成功将会彻底改变我们的生活方式 , 将会使人类文明迈入一个新的发展阶段 。 能源是文明发展的基础 , 文明越是进步 , 对于能源的需求就越大 , 如果能源的获取方式得不到改变 , 文明也就很难继续向前发展 。 就拿现在人类所使用的化石能源来说吧 , 它就是制约人类迈向星辰大海的关键因素 。 化石能源太重了 , 以至于重达3000多吨的运载火箭 , 其有效载荷只有百吨左右 , 如此这般 , 我们怎能飞向星辰大海呢?

可控核聚变就不同了 , 它效率极高且十分稳定 , 如果可控核聚变真能实现 , 远的不说 , 至少我们可以在太阳系内自由航行了 , 科幻电影中的宇宙飞船也将变为现实 。
可控核聚变的另一优点就是清洁 , 相比化石燃料所产生的污染 , 核能无疑是清洁的 , 不过传统的可控核裂变还是会产生一定的放射性废料 , 而且一旦发生核泄漏事故可能会给周围地区带来重大的核污染 。 但可控核聚变不同 , 它能在自然条件下稳定反应 , 既不会产生放射性废料 , 也不存在核泄漏的风险 。 可控核聚变这么好 , 它到底是什么原理呢?

简单来讲 , 可控核聚变就是让两个轻原子在高温高压的环境下相撞 , 聚合成一个重原子 , 而在这一过程中会产生质量损失 , 损失的质量则会以能量的形式被释放出来 。
由质能方程可知 , 能量等于质量乘以光速的平方 , 所以些许质量损失都会转为巨大的能量 。 具体来讲 , 可控核聚变所需要的原料到底是什么呢?有人说是氦3 , 的确 , 氘和氦3可以进行核聚变反应 , 而月球上又有着十分丰富的氦3资源 , 但问题是这种反应的技术难度相对较高 , 属于第二代核聚变 , 而现在我们所研究的还是技术难度相对较低的第一代核聚变 , 而其所使用的原料就是氢的两个同位素 , 氘和氚 。

地球上的氘和丰富吗?
是很丰富的 , 我们知道地球这颗蓝色的星球最不缺的就是海水 , 地球表面71%的部分都被海洋所覆盖 , 而每升海水之中就含有0.03克的氘 , 算下来 , 地球海洋中的氘就多达40万亿吨 , 如果只是用来进行可控核聚变反应 , 那么可以说是取之不尽用之不竭 。 与不同 , 地球上的氚是十分稀少的 , 因为氚虽然是氢的同位素 , 但它却是一种放射性元素 , 而这种具有放射性的元素的半衰期又很短 , 只有12.43年 , 所以自然界中即便有氚 , 很快也会衰变为其它物质 , 不可能长期保存下来 , 而自然界中又几乎没有可以自然合成氚的条件 。

地球上的氚如此稀少 , 而可控核聚变又少不了它 , 怎么办呢?只能人工合成了 。
从原理上来讲 , 要合成氚并不是一件太过困难的事情 , 只需要用中子轰击锂就可以得到 , 而在现实之中 , 想要制造合成 , 可以采用气液催化交换技术以及特种电解技术等 。 其实 , 人工合成氚并不难 , 难点在于消耗和成本 。 研究可控核聚变是为了获取能源 , 而制造的过程必然要消耗能源 , 而且后期约束聚变反应同样也要消耗能源 , 那么消耗与产出是否能成正比呢?虽然现在有很多人工合成制造的技术 , 但成本都十分高昂 , 想要大批量生产还是困难重重 , 这也是可控核聚变研究过程中要面临的一个难关 。

除了原材料获取方面 , 可控核聚变面临的难点还有很多 。
【地球上的氚很稀少,但可控核聚变又少不了它,怎么办?】

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