你知道吗?太阳氢子如果在进行核聚变过程中引发了太阳风暴,短短几分钟内就能产生十亿颗氢弹爆炸释放的能量,就算是最普通的聚变能威力也远大于美国扔到广岛的那颗“小男孩”,而这种在人类手中被称为可控核聚变的技术若是能得到突破性进展的话,连制造一颗属于我们自己的人造太阳,用来随时提供光能热能也不在话下。那这个所谓的核聚变真的有那么厉害吗?今天就让我带大家了解了解这传说中神奇的未来能源。
提到核能,大家最先想到的十有八九都是核武器,毕竟这玩意是现在各个大国在国际上拥有话语权的坚实后盾,而在核能被人类发现并应用起来之前,几乎所有的能源利用方式都隶属化学能的范畴,小到你在家里点燃一根蜡烛,大到火箭依靠化学燃料升空都不例外。
相较于这些大大小小的化学能,核能的强大简直与其判若云泥。扎根在原子层面释放的能量远远超过了分子层面的化学键断裂,把这股子能量加以转化、开发、利用就变成了现在的核武器。核武器的两大代表:原子弹和氢弹,就是依靠核能的核裂变与核聚变技术研制而来,不过跟入门级别的核裂变反应相比,核聚变释放的能量要强过数倍,这也就是为什么氢弹威力要大过原子弹的原因之一。
早在1932年,澳大利亚的科学家马克·欧力峰就发现了核聚变程序,并通过十几年的研究成立了等离子体核聚变研究机构,系统专业地探索核聚变更深层次的奥秘。后来核聚变的定义逐渐清晰,通俗点讲就是指由质量小的原子在诸如超高温、超高压的情况下,核外电子摆脱原子核的束缚,互相吸引并碰撞在一起引发的聚合作用,连同不带电的中子一起释放出巨大能量的整个过程。
咱们开头提到未来可以利用可控核聚变技术实现人造太阳的梦想,这其中的难度并不在于核聚变释放能量的大小,而在于如何将这股能量一直延续下去,要知道咱们现在抬头看到的太阳可是在距离咱们一亿四千九百多万千米的宇宙里发光发热了50亿年,真的能靠一个所谓的核聚变重演这一过程吗?好,马上要提及核聚变最重要的一点,拿小本本记一下,那就是核聚变的两大绝对优势:无与伦比的能量密度和无穷无尽的燃料资源。
首先,核聚变释放的能量密度究竟有多大呢?举个例子来说,一般一升汽油需要5-10升石油原油提炼而来,这个数值虽会根据提炼技术和石油质量的不同有所差异,但总体来说差距不大,这么一来,100升汽油得用500-1000升石油提炼,而仅需10毫克核聚变燃料产生的能量就等同于这100升汽油了,在石油资源稀缺的今天,如此恐怖的能量密度简直是令人无法想象的庞大,堪称离谱。
其次,核聚变的燃料不仅包含氢,还包含了氕、氘、氚这三大同位元素,而每一升的海水中就含有0.03克的氘,你想想,这囊括了整个地球71%的汪洋大海完全能作为核聚变无穷无尽的后备燃料,毫不夸张地说,全球高达10万亿吨的重氢资源和约45万亿吨的海水氘总量已经足够人类文明挥霍个几万年了。
除此之外,核聚变使用的燃料资源除了海水里的元素就是一些轻核原料,没有高端核废料、没有环境污染,几乎是百利而无一害的,如此无限接近于完美的技术足以让可控核聚变技术成为名副其实的未来能源。可惜的是核聚变所需的反应要求与技术要求极高,人类目前还没有办法对它们进行极致的利用,“50又50年”的魔咒始终未能打破,这也就是咱们开头提到的那个前提:可控核聚变技术得到突破性进展。
旁观的原始人嘲笑正在钻木取火的原始人做着无用功,拿火苗吓唬野兽不如陷阱来得简单,殊不知这把火除了驱赶动物,还能照明取暖、烹调食物……其实核聚变也是一样,能不能实现技术创新并非关键,重要的还是如何去运用它,才能让人类文明更上一级台阶,可控核聚变技术真正让人期待的,也是它神奇科技树中那些隐藏着,需要探索发现的问号与无限可能。