核聚变在未来究竟能不能实现?
其实
核聚变是可以实现的
目前我们所说的是“受控核聚变”的研究问题
二者有着本质的差别
核聚变的主要控制方式有
磁约束
激光约束
目前从事该项研究的国内单位有
核工业西南物理研究院和中科院
其次
未来能不能实现
这个谁都不能说一定能
正如
当年没有相对论之前
在经典力学的指导下我们不可能知道
还有质能方程的存在
所以
随着人类文明的进步
或许有一天
受控核聚变真的可以民用化
商业化
核聚变已经实现了,无论是氢弹爆炸,还是可控核聚变实现点火,都是核聚变,我知道你要问的是将核聚变能量转化为人们可用能量的装置也就是可控核聚变装置,而不是热核武器。我告诉你可控核聚变已经实现了点火,目前美,英,法,中,俄等十六国通力合作决定联合研制可控核聚变反应堆解决人类能源危机。
目前的问题既不是点火,也不是没有承受它的装置,人们利用电流感应和激光已经将核聚变火焰点燃,利用磁场将高温核反应气体成功约束,分解水或提炼聚变燃料也不是什么难题,化学家轻松搞定。可控核聚变,由于反应两可控冷却也不是什么不可解决的问题。目前的难题是如何实现补充燃料和排灰,如何长时间稳定约束持续燃烧,而不是重复点火,使得它的投入大于或等于产出,无法商业化运行
但是问题正在解决之中,有很多人提出了新的办法,如介子催化等等。我相信虽然困难重重但是并非天方夜谭,一定可以解决
可控核聚变有可能实现吗?
人类目前可以实现可控核聚变持续稳定燃烧达到了一千秒。 有这个起步,到一万秒,到百万秒,就不是技术问题,而是时间问题了。 所以,一旦可稳定燃烧时间到达限制,输出能量开始大于输入能量,这就意味着可控核聚变真正实现了,剩下的就是如何优化和提高性能了。
有专家表示目前仍处于初级探索阶段的暗物质或许是“候选者”之一,但对于人类来说这条路十分漫长。虽然掌握了核聚变技术无法帮助我们突破银河系,但是帮我们突破太阳系还是有可能的。有观点认为一旦人类成功飞出太阳系,那这相当于人类解锁了新区域。在新的宇宙区域中我们又可以继续进行探索,说不定能够发现一颗含有丰富矿产的星球。目前来说一切都还只是设想。
核裂变与核聚变是产生核能的两种方式,前者是通过不断分裂原子核来释放能量,后者是通过不断结合原子核来产生能量。如果单纯从能量转化方面来看的话。
那么核聚变反应要比核裂变反应高出至少五倍左右。如果从原料供给的角度来看的话,核裂变的原料要求高,因此地球储备量有限,但是宇宙中到处都是核聚变的原料,那就是最基本的氢元素。因此宇宙中大多数能够“熊熊燃烧”的恒星都是通过核聚变反应维持的。
中国2035可控核聚变能实现吗
2035年可控核聚变能可能会实现。
自2000年起,我国自主研发的全超导托卡马克实验装置开始落实,选址在合肥市科学岛。2006年,HT-7全超导非圆截面托卡马克装置正式建成,中文名为东方超环。
2021年12月30日,利用东方超环实现了7000万摄氏度下长脉冲高参数等离子体持续运行1056秒,这是人类首次实现人造太阳持续脉冲过千秒,对世界的可控核聚变发展来说都具有里程碑的意义。一切顺利的话,2035年左右我国就能研制出第一个可控核聚变装置,届时可控核聚变带来的近乎无限的电力,将让我国乃至全人类彻底摆脱能源危机。
可控核聚变简介
可控核聚变,一定条件下,控制核聚变的速度和规模,以实现安全、持续、平稳的能量输出的核聚变反应。有激光约束核聚变、磁约束核聚变等形式。具有原料充足、经济性能优异、安全可靠、无环境污染等优势。因技术难度极高,尚处于实验阶段。
核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变,这种反应在太阳上已经持续了50亿年。可控核聚变俗称人造太阳,因为太阳的原理就是核聚变反应。
以上内容参考百度百科-可控核聚变
中国计划在2035年实现可控核聚变能的目标,这是中国的一个长期科技计划。目前,中国已经取得了一些进展,例如在2021年实现了人造太阳持续脉冲过千秒的运行。实现可控核聚变需要解决许多科技难题,并需要国际社会的共同努力。
为什么可控核聚变那么难?
其实核聚变的燃料是氢并不是非常准确,没错氢的确是宇宙中普遍存在的物质,是取之不尽用之不竭的,同时也是核聚变需要的燃料。可是核聚变的燃料却不是我们认知中的直接将氢应用,如果是那样,那就简单了。要知道地球最不缺的就是大量的海水,其中能够分解出数不尽的氢。
核聚变的燃料是氢的三种同位素,分别是氕,氘和氚。氢的这三种同位素中,氕的含量是最丰富的,占了99.98%,而氘的含量则非常少,在自然界中含量约为0.02%。而氚因为存在一个12.33年的半衰期,所以在自然界中是难以长期存在的。
对于太阳来说,氘很容易达到聚变条件,但氘的含量很少,而且在太阳的褐矮星阶段(大于13MJ(木星质量))就已经达到聚变条件烧掉了,所以到了太阳的主序星时代,正在燃烧的都是从氕开始。可是氕的聚变却非常非常难,远不是人类目前的科技可以探索。
所以科学家走得是另一条道路,那就是氘和氚的聚变反应,只不过要实现这个也是非常难。需要满足极高温极高压的内核条件,而这种条件在恒星内部自然是可以轻松做到。可是人类想要实现这样的条件却非常困难了。
核聚变要实现有几个关键点,其中一个关键点就是要实现数千万度以上的高温,而且必须要有一个容器能够容纳这样的超高温。可是目前我们没有任何一种容器能够扛住千万度以上的高温。我们目前最耐高温的材料是五碳化四钽铪(Ta4HfC5),它的熔点为4215 ℃,但这距离千万度高温的零头都没有。
如果等人类的科技发展到出现这种耐高温材料再研究核聚变,那可能再过几百年也实现不了。要知道材料科技的突破是非常困难的,我们目前的耐高温材料离抵抗千万度以上的高温还差着十万八千里,数百年的时间内实现已经是非常理想的情况了。
难道没有这种超高温材料,可控核聚变就永远无法实现吗?当然不是,科学家想到了另外的方法,那就是通过磁场来控制。磁场是一股非常神秘且强大的力量,如果我们能够掌握它,就能够掌握大自然的力量。只不过,我们对磁场的了解和应用还非常弱小。
科学家期望能够磁场的约束来实现超高温的诞生,比如利用产生磁场的变换电流在其内对流通的等离子体加热。磁约束核聚变装置也是目前科学家研究探索可控核聚变技术的主要方向,虽然从理论上来讲,这个方向是正常的,但是要通过磁约束来实现可控核聚变,仍然要面临很多的挑战。
虽然可控核聚类探索的道路上会遇到很多困难,但是人类想要摆脱地球的束缚,实现人类文明的延续和发展。可控核聚变技术是必然要实现的,只有实现了它,化石能源才能够被彻底取代,没能了化石能源的使用,地球的生态污染问题就能够得到解决,地球的生态也会慢慢恢复变好。
可控核聚变解决环境污染问题只是它很小的一个应用,它更重要的应用还是太空探索方面。一旦可控核聚变实现了,飞船的动力能源就会取得质的突破,那个时候飞船的速度有可能会实现初步的亚光速飞行,有了这个速度,我们不仅可以初步走出太阳系,更重要的是可以开采利用太空的资源。人类将彻底摆脱地球资源枯竭的威胁,从而初步走进星际时代。
核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变,这种反应在太阳上已经持续了50亿年。可控核聚变俗称人造太阳,因为太阳的原理就是核聚变反应。(核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境)人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置,可以有效控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出。
具体是什么类型的事情,还是要根据项目去分析的。
目前,核聚变电站最有可能的燃料是两种同位素或被称作「重形式」的氢,即氘和氚。在核裂变中,燃料的原子被分开以释放能量,而在核聚变中,两种燃料则是在原子单位上融合在一起而释放能量。因此,尽管核聚变释放出原子能,但它不会直接产生核废料。相反,14.1 的下半部分所示,由氘和氚所驱动的核聚变反应所产生的结果都是氦和中子。因此,核聚变比核裂变更安全。核聚变反应堆的某些环节在运行过程中会产生放射性,因此最终必须进行安全处理。然而,这种间接核废料的长期放射性毒性要比目前核裂变发...
文章标题: 可控核聚变是一定会实现的吗
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