這個問題在我腦海里縈繞了很久。我有個大概的認知,,也不隱瞞什么,。作為引子,我很想和大家探討一下,。就當是物理作業(yè)吧,。值得反思的幾個方面
受控核聚變的基本方針是基于“少投資多生產(chǎn)”的經(jīng)濟原則和“無核廢料”的安全原則,,發(fā)展可持續(xù)的核聚變反應(yīng)堆。
核裂變?yōu)槭裁慈菀籽兄??根本原因是只有幾公斤的?35或钚238才能達到“臨界質(zhì)量”指標,。而核聚變氫彈的核燃料氘氚沒有“臨界質(zhì)量”特征參數(shù),需要用核裂變作為“芯”作為點火裝置,。
為什么發(fā)展核裂變電站容易,?我認為重點是:核燃料鈾238或鈾235和钚239具有天然的、可持續(xù)的放射性,,這是典型的大規(guī)模熵增機制,。
根據(jù)熱力學(xué)第二定律:低能密態(tài)不能自發(fā)向高能密態(tài)運動。一般來說,,水只能往下流,。否則,,必須投入額外的能量,例如,,將較低部分的水壓泵送到高的建筑物,。
氘和氚作為核聚變的燃料,要想聚合成氦并釋放中子,,必須持續(xù)提供超高的點火溫度,。很明顯,氦的原子密度遠高于氘和氚,,氘和氚的核衰變沒有氦的臨界質(zhì)量,。這與核裂變發(fā)電的理論基礎(chǔ)完全不同。
理論上,,我最不希望發(fā)生的無情邏輯是,,只要提供足夠的點火溫度,持續(xù)核聚變當然可以“制造”出來,。例如,,領(lǐng)先的小太陽項目已經(jīng)實現(xiàn)了1000秒的連續(xù)響應(yīng)。但無論是美法的慣性約束,,還是的磁力約束,,從投入產(chǎn)出上來說,都是“得不償失”的,。
在技術(shù)上,,核聚變電站也有許多具有挑戰(zhàn)性的困難。以下是作者整理的可靠性數(shù)據(jù),。
核聚變電站的優(yōu)勢EAST全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克實驗裝置1)核聚變比核裂變釋放更多的能量。2)沒有高端核廢料,,不會對環(huán)境造成大的污染,。3)充足的燃料供應(yīng)。
地球上有1萬億噸重氫,,每升海水中含有30毫克氘,,30毫克氘聚變產(chǎn)生的能量相當于300升汽油。海水中每6500個氫原子就有一個氘原子,,氘的總量約為45萬億噸,。1升海水中所含的氘完全聚變釋放的聚變能相當于300升汽油燃料的聚變能。按照全世界消耗的能量計算,,海水中氘的聚變能量可以維持數(shù)百億年,。
氘極其豐富:海洋中每6500個氫原子就有1個氘原子,這意味著海洋是大量氘的潛在來源,。1升海水中只有1.0310 ^ 22個氘原子,,1噸海水中氘原子的勢能相當于燃燒1.36萬億桶原油的能量,,這大約是地球上石油的總儲量。從1升海水中提取的氘核聚變釋放的能量相當于300升汽油燃燒釋放的能量,。
氚,,可以由鋰制成。鋰主要有兩種同位素:鋰-6和鋰-7,。鋰-6吸收一個熱中子后,,可以變成氚,釋放能量,。鋰-7需要吸收快速中子變成氚,。地球的鋰儲量比氘少很多,2000多億噸,。用來制造氚,,足夠氘和氘的聚變年齡。在可預(yù)見的人類在地球上的生命時間里,,水中的氘足以滿足人類數(shù)十億年的能量需求,。
核聚變電站的缺點:反應(yīng)和技術(shù)要求極高。通過核聚變反應(yīng),,太陽給太陽系提供光和熱,。中心溫度達到1500萬度,另一個巨大的p
然而,,2010年2月6日,,美國用高能激光實現(xiàn)了核聚變點火所需的條件。也有“申光2”將點燃的核聚變,。聚變中子的問題在于,,它們會與反應(yīng)堆的壁發(fā)生反應(yīng)。使用一段時間后,,必須更換,,非常昂貴。而且廢棄的墻體可能有放射性,,取決于墻體材料的選擇,,成為核廢料。氚具有放射性,,可能與墻壁發(fā)生反應(yīng),。
結(jié)論:核聚變需要“水向上流”,需要太陽這樣的超大引力場免費供給,,才能實現(xiàn)連續(xù)反應(yīng),。熱力學(xué)第二定律不可違背,質(zhì)能轉(zhuǎn)換方程不可信賴,。
一次性核裂變引爆核聚變的可行模式不能類比為持續(xù)實現(xiàn)核聚變,。上帝不會用取之不盡的能量寵愛人類,,天上也不會掉餡餅。
物理新視野,,旨在建設(shè)性新思維,,共同探討物理/邏輯/雙語中的疑難問題。
比如你今天買了一部智能手機,,正常使用下一兩天就要充一次電,平時看視頻或者玩游戲也要一天充一次電,,所以你得準備一個移動充電電源以備不時之需,。
好的移動電源可以保證你的智能手機連續(xù)充電7-8次,那些假冒偽劣產(chǎn)品可能只充一次,。前兩天買了個假的移動電源,,客服告訴我:這個移動電源可以連續(xù)用七八次,我們有保修,。
導(dǎo)致手機充滿電后只能充一次電,。客服告訴我這是正?,F(xiàn)象,。應(yīng)連續(xù)充電15次以上,每次不得少于14小時,??梢哉J褂茫钡教撾姺磐?!
我真的相信了,。連續(xù)充了十幾次,發(fā)現(xiàn)沒有零錢,,只能充一次。我去找客服咨詢的時候,,發(fā)現(xiàn)店家改了臉,,連名字都改了!
我才發(fā)現(xiàn)我被騙了,。
不過這家店還在賣移動電源,,只是換了個牌子,估計是想收割下一波韭菜,。
如果人類的核聚變技術(shù)有所突破,,就算是山寨產(chǎn)品也不會這么盡情的用了,。核聚變最大的優(yōu)勢是能源密集。屆時,,你買的智能手機充一次電可以用一兩年,,也就是說即使你買的是假的移動電源,它也只能讓你充一次電,,也能滿足你一兩年的需求,。
手機是次要的,最重要的是核聚變技術(shù)突破后,,人們的出行體驗可以大大提高,。
現(xiàn)在一輛車充滿電只能跑幾百公里。核聚變技術(shù)突破后,,充一次電就能跑幾萬甚至幾十萬公里,。到時候,來個說走就走的旅行會更方便,。
今天,,一架飛機加滿燃料后只能飛行幾千或幾萬公里。當飛機使用核聚變電池時,,單次飛行距離可以達到幾十萬甚至上百萬公里,。很有可能飛機會向大型化方向發(fā)展,可能是幾百米長,,載幾千人,,在天上連續(xù)飛行幾個月。
對外太空的探索將變得更加容易,,去月球或太陽系其他星球也不用擔心燃料供應(yīng)不足,,開發(fā)太陽系的能力將得到根本提升。也許用不了多久,,火星和月球就會建立起巨大的基地,,人類就會突破地球的束縛,開始向宇宙擴張,。
當然,,軍事領(lǐng)域的變化也會是顛覆性的。
今天,,對于世界各國來說,,武器投送的距離極大地影響著的戰(zhàn)斗力。沒有航母,,很難實現(xiàn)渡海遠征,。如果核聚變技術(shù)成熟的話,一個國家跨海遠征也不會太容易,。
不需要擔心燃料供應(yīng),??哲娍梢栽谌魏螘r間對地球上的任何地方發(fā)動攻擊。此外,,由于飛機不需要考慮燃料問題,,幾乎所有的空氣
導(dǎo)彈裝上核聚變?nèi)剂虾螅蜎]有近程,、中程,、遠程之分了。不僅在地球上,,地球以外的其他星球的基地也可以被導(dǎo)彈隨意瞄準,。
航母這種動作慢目標大的蠢家伙會被淘汰,但綜合補給艦還是有它應(yīng)有的場景,。畢竟一個國家如果向萬里發(fā)起遠征,,打完仗就不能回母國補充了,還是要就近補給,。
不僅運輸綜合補給艦有其作用,,驅(qū)逐艦、護衛(wèi)艦等護衛(wèi)艦也有其必要性,。
但很明顯,,真正用于攻擊的力量會變成戰(zhàn)斗機,戰(zhàn)艦通常只能作為防御角色存在,。
地面部隊也會發(fā)生變化,。如今坦克和裝甲車的續(xù)航能力都在500公里左右。使用核聚變電池后,,續(xù)航能力很可能達到數(shù)萬公里,,保證了裝甲部隊實施大迂回、縱深突擊的能力,。
在方面,,坦克很可能使用激光武器和電磁炮,而不是化學(xué),,這意味著坦克具有更持續(xù)的作戰(zhàn)能力,。一輛坦克至少可以裝備上千枚磁能加農(nóng)炮炮彈,而激光武器只要能量充足就可以連續(xù)使用,,使用次數(shù)幾乎是無限的,。
(激光武器)
對于人類來說,最大的影響就是幾個強國在頭部位置對于世界其他國家的領(lǐng)先優(yōu)勢會更加明顯,。
核聚變技術(shù)不是一般國家能掌握的。估計最多也就中美俄歐這些大國或者國家集團能掌握這種核聚變技術(shù),。至于其他國家,,只能通過上述大國轉(zhuǎn)讓技術(shù),,獲得一些膚淺的知識。其他國家的人可以使用裝有核聚變電池的智能手機,,核聚變技術(shù)的移動電源,,或者駕駛核聚變技術(shù)的汽車,乘坐核聚變技術(shù)的宇宙飛船進行星際旅行,。雖然核聚變在他們的生活中不可或缺,,但他們的母國因為沒有掌握核聚變的核心技術(shù),在軍事上無法與幾個大國抗衡,,在經(jīng)濟上也因為沒有掌握核聚變的核心技術(shù),,無法與幾個大國相提并論。
一個掌握了核聚變技術(shù)的國家的人均GDP很可能達到幾十萬美元,,而普通發(fā)達國家的人均GDP將在10萬美元左右,,而發(fā)展家的人均GDP可能仍在1萬至5萬美元之間徘徊。
掌握核聚變技術(shù)的幾個強國的人均GDP將是發(fā)展家的十倍左右,,普通發(fā)達國家的五倍,,生活質(zhì)量將是發(fā)展家的十倍,普通發(fā)達國家的五倍,。
之所以會出現(xiàn)這種情況,,是因為掌握了核聚變技術(shù)的國家生產(chǎn)力更強。這些國家可以生產(chǎn)出連續(xù)運行數(shù)千萬小時的發(fā)動機,,連續(xù)發(fā)熱數(shù)萬小時并保證性能穩(wěn)定的電子元件,,以及將幾千度的高溫核聚變材料限制在狹小空間內(nèi)的隔熱材料。這意味著上述強大的材料技術(shù)和高科技產(chǎn)品的工藝水平比今天提高了幾十倍或上百倍,,生產(chǎn)效率也提高了幾十倍或上百倍,。
因此,屆時掌握核聚變核心技術(shù)的國家人均GDP保守估計也就幾十萬美元,。
當然,,幾個大國的注意力已經(jīng)不在地球上了,他們已經(jīng)把目光投向了浩瀚的宇宙,。
未來宇宙開發(fā)成功,,將意味著幾個大國可以獲得今天人類無法想象的巨大財富。也許再過幾年,,地球人就遍布宇宙了,。
如今丈母娘的需求是買套房。到那時,,丈母娘的要求大概意味著小伙子至少要能抵押一個宜居星球,。
今天婆婆說:小伙子買房了嗎?你打算什么時候買?
這時候丈母娘會問:小伙子,,你以后結(jié)婚了去哪里買星球,?loca怎么樣了
你說:快了,差不多了,。
所以,,即使人類突破了核聚變技術(shù),人類的也會增加,!
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