核聚变可控成骗局?成功条件苛刻,如若失败人类该何去何从

日本将核废水倒入太平洋的事情获得了广泛关注,许多人纷纷斥责其行为,无疑是给已经千疮百孔的地球再度加剧危机。但同时也引出了核能源问题,核能自诞生以来,就被不少人认为是人类未来能源的出路,无数研究者耗费了大量心血,才有了如今众多核电站的建成。但很明显,目前投入使用的核电站都不是人类所希望的,或者说不是最理想的,拥有不少的缺陷。人类在核能利用上,仍然具有很长的一段路要走,那么理想的核电站究竟是怎样的呢?

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当下的核电站主要采用的是核裂变技术,同时链式反应放出的大量热产生水蒸气,然而推动形成电源的产生。从生产过程来看,不会如同火力发电那样向外界释放二氧化碳等气体造成温室效应,且化石能源使用较少。但却同样存在严重的污染问题,其中最主要的就是核废料的处理,上面提到的核废水就属于其中的一种。

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当下核裂变主要应用的是铀元素的衰变,但铀产生的新原子中,有不少依然是可以继续衰变的,但这些镧系元素却根本无法满足需求,只能当做废料处理,而且当铀棒释放到一定程度后,由于含量过少将不再满足需求,从而也产生废弃。但这些废料会继续进行衰变,从而对外产生放射性危害,危害人类的根本健康。目前主要的处理方法是根据放射性程度,埋在不同深度的地下,利用自然的力量将其进行分解,消除其对人类的危害,但显然这并不是长久之际。日本如今将核废水倒入太平洋就是一个很好的例子。

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除此之外,核裂变还造成严重的危险事故,典型的如因为乏燃料加热而产生的水蒸汽爆炸的克什特姆城事故,反应堆失控的切尔诺贝利事故以及日本大地震引发的福岛核泄漏等。因此,核裂变从严格意义上来说,只是目前核能利用的一个暂代品,人们真正想实现的是核聚变。

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与核裂变相比,核聚变不会产生危害严重的核废料,即不会进行二次放射。因为核聚变与核裂变正好相反,它所需要的是相对原子质量低的元素,目前研究最广泛的是氢的同位素氘和氚的巨变,使其形成氦4,产生巨大的能量来维持发电解决人类需求。而且核聚变产生的能量效果远强于核裂变,相对消耗更少,但人类截止目前为止,几十年下来始终没有彻底攻克。

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首先就核聚变的发生条件而言,想要成功引发核聚变,有两种方式,一是实现上亿的高温度,从而使得氘和氚顺利结合散发能量。二则是达到太阳内部条件,也就是1300万的温度以及2500亿个大气压,这显然比第一个条件更为苛刻。更不要说氘、氚两种气体难以获得了。

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其实目前针对氘和氚的聚变,提出了两种解决方式。第一个是利用电场产生磁场对其进行约束,然后在真空条件下产生聚变。电磁相依,这看起来确实是一个不错的方法。但现实问题是,这需要将氘和氚原子变为等离子体,还是高温条件下,由于两种等离子体电性互补,很难进行真正的约束,况且热量以目前掌控的技术来看,很难达到要求。即使是热量达到了,限制其内部材料也是一个问题,当下根本没有任何一种材料可以忍耐这种高温。更不要说除了温度之外还有电的要求的。

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第二个方法是利用激光轰击,采用惯性对氘、氚燃料小球进行控制,令其放生核聚变。但按照核聚变的要求来看,至少需要上百个聚焦的激光器,这同样也会遇到上述的诸多问题,目前看来仍不现实。但除此之外,人们还没有想到更好地方法。

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当然了,除了氘氚外,有研究者提出了可以利用氦三与氦三进行聚变,同样可以达到不错的效果,但目前仅仅停留在最初的设想阶段。

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核能之所以被人们赋予如此高的要求,不仅是因为它是解决能源危机的重点所在,更因为它是我们能够实现星际旅行的关键问题。一旦成功,那么航天器的能量就有望通过核聚变进行提供。核聚变科产生的能量是巨大的,而且相对而言,燃料质量较小,能够满足需求,外太空也可以进行补给。当然了,需要进行进化才行。因此,核聚变可控后,人类航空航天技术可以迈出关键一步。

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如果是从能源问题考虑的话,当下除了核能外,风能、太阳能、水能、潮汐能等也开始被大量利用,逐渐缓解化石能源危机。但这些能源所能产生的二次能源力量都有限,无法彻底达到人们的需求,也需要进一步发展才行。不过也给人们带来了不少希望,我们不比因为可控核聚变长期停滞不前而过于沮丧,甚至失望。

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页面更新:2024-04-29

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