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我们知道,地球上的非再生能源已告急,煤炭、石油、天然气剩下的越来越少,开采的难度、成本越来越高,未来50年内或将出现短缺。而且,在使用这些能源时都会排放废气,制造雾霾污染空气,造成温室效应等,这就像我们喜欢吃的炸鸡薯条,很美味却多少会损害健康。
虽说水力、风力、太阳能、原子能都可以利用,但使用这些清洁能源时,在选址、发电量等方面都受环境的限制,不然早使用许多年了,为啥现在能源还这般紧缺呢?
不过,办法总比困难多。英雄所见略同,世界上的科学家都想到一起了——利用核聚变发电。
大家听清了啊,是核聚变,不是核裂变,一字之差,把核裂变甩出几条街呢!核裂变发电,就是我们早已用上的原子能发电。由于有过切尔诺贝利和福岛等核电站泄漏造成巨大灾难的教训,以核裂变发电的核电站建设就减慢了前进的步伐,有些国家甚至完全中止了步伐。那么,核聚变是何方神圣?为什么要请这尊“神”?
科学家说,核聚变好比一个“迷你太阳”——它的发电方法是拷贝太阳发光发热的方法。用两个质量小的原子核,通常是氢的两个同位素氘和氚,使用高温高压令它们碰撞并聚合在一起,生成一个质量更重的新的原子核,比如氦,在这个过程中会释放出巨大的能量。
我们来看看核聚变这个“巨大的能量”有多大。现在我们已使用的能源中,发电能力最强的是核裂变(利用铀-235原子能发电)。人们已在使用的核能,比如用1千克铀-235核裂变可以驱动小汽车跑1 770 000公里,相当于从地球到月球的两个来回;未来核聚变产生的能量比核裂变的还要高出5~10倍!
不要以为产生核聚变的原料很金贵,其最主要的原料氘可以从海水中提取,每升海水可提取0.03克的氘(每克氘的提炼成本是1美元),这0.03克的氘经与氚核聚变,产生的能量相当于300升汽油。氚可以从锂中提炼,锂藏于矿石、盐湖等地质中。地球上仅海水中的氘就够人类用100亿年!
核聚变对环境的危害比较小,它不产生二氧化碳,不会破坏臭氧层,核聚变后的废料过一段时间后就没有放射性了,处理简单,不成问题。
核聚变发电既然有那么多的好处,为啥不赶快投入生产?人们用上它,不就一劳永逸地解决能源供应的难题了吗?原来,核聚变的原料虽不难寻找,但让氘和氚发生核聚变的装置却很复杂,现在科学家对这个问题还感到很棘手。
从20世纪50年代开始,世界各国的科学家就致力于核聚变的民用开发,经过将近70年的努力,如今有了初步的研究成果。国际热核聚变实验堆(ITER),这个世界上最大的核聚变装置正在法国南部建造。该工程由35个国家(包括中国)共同出资,合作兴建。至2017年建造工程已过半,预计2021年完工,开始实验。如果进展顺利,2050年之前核聚变的电能就将接入电网,源源不断地输送给千家万户。
一旦这个取之不尽的能源宝藏打开了,能源富足且价格低廉,对于未来的人们,它将提升生存的格局,打开广阔的新天地。那时,农业不再只依赖陽光,电能也能提供光源,有光就有农作物的光合作用,高纬度地区一年四季都可以种植粮食,充足的光合作用使蔬菜、水果一星期就有收成;还可建筑深埋地下的现代城市,地下城市灯火通明、亮如白昼,商场、游乐场、歌舞厅流光溢彩。说不定,那时宇宙飞船的票价跟白菜的价格差不多,节假日人们可以去月球进行“环月游”。
除了国际热核聚变实验堆,世界多国如美国、中国、英国等也都在独立研发核聚变发电。美国麻省理工学院近期一个新的研究立项,认为或许只需15年,就能摸到打开这个能源宝藏的金钥匙了。
(编辑 文 墨)
虽说水力、风力、太阳能、原子能都可以利用,但使用这些清洁能源时,在选址、发电量等方面都受环境的限制,不然早使用许多年了,为啥现在能源还这般紧缺呢?
不过,办法总比困难多。英雄所见略同,世界上的科学家都想到一起了——利用核聚变发电。
大家听清了啊,是核聚变,不是核裂变,一字之差,把核裂变甩出几条街呢!核裂变发电,就是我们早已用上的原子能发电。由于有过切尔诺贝利和福岛等核电站泄漏造成巨大灾难的教训,以核裂变发电的核电站建设就减慢了前进的步伐,有些国家甚至完全中止了步伐。那么,核聚变是何方神圣?为什么要请这尊“神”?
科学家说,核聚变好比一个“迷你太阳”——它的发电方法是拷贝太阳发光发热的方法。用两个质量小的原子核,通常是氢的两个同位素氘和氚,使用高温高压令它们碰撞并聚合在一起,生成一个质量更重的新的原子核,比如氦,在这个过程中会释放出巨大的能量。
我们来看看核聚变这个“巨大的能量”有多大。现在我们已使用的能源中,发电能力最强的是核裂变(利用铀-235原子能发电)。人们已在使用的核能,比如用1千克铀-235核裂变可以驱动小汽车跑1 770 000公里,相当于从地球到月球的两个来回;未来核聚变产生的能量比核裂变的还要高出5~10倍!
不要以为产生核聚变的原料很金贵,其最主要的原料氘可以从海水中提取,每升海水可提取0.03克的氘(每克氘的提炼成本是1美元),这0.03克的氘经与氚核聚变,产生的能量相当于300升汽油。氚可以从锂中提炼,锂藏于矿石、盐湖等地质中。地球上仅海水中的氘就够人类用100亿年!
核聚变对环境的危害比较小,它不产生二氧化碳,不会破坏臭氧层,核聚变后的废料过一段时间后就没有放射性了,处理简单,不成问题。
核聚变发电既然有那么多的好处,为啥不赶快投入生产?人们用上它,不就一劳永逸地解决能源供应的难题了吗?原来,核聚变的原料虽不难寻找,但让氘和氚发生核聚变的装置却很复杂,现在科学家对这个问题还感到很棘手。
从20世纪50年代开始,世界各国的科学家就致力于核聚变的民用开发,经过将近70年的努力,如今有了初步的研究成果。国际热核聚变实验堆(ITER),这个世界上最大的核聚变装置正在法国南部建造。该工程由35个国家(包括中国)共同出资,合作兴建。至2017年建造工程已过半,预计2021年完工,开始实验。如果进展顺利,2050年之前核聚变的电能就将接入电网,源源不断地输送给千家万户。
一旦这个取之不尽的能源宝藏打开了,能源富足且价格低廉,对于未来的人们,它将提升生存的格局,打开广阔的新天地。那时,农业不再只依赖陽光,电能也能提供光源,有光就有农作物的光合作用,高纬度地区一年四季都可以种植粮食,充足的光合作用使蔬菜、水果一星期就有收成;还可建筑深埋地下的现代城市,地下城市灯火通明、亮如白昼,商场、游乐场、歌舞厅流光溢彩。说不定,那时宇宙飞船的票价跟白菜的价格差不多,节假日人们可以去月球进行“环月游”。
除了国际热核聚变实验堆,世界多国如美国、中国、英国等也都在独立研发核聚变发电。美国麻省理工学院近期一个新的研究立项,认为或许只需15年,就能摸到打开这个能源宝藏的金钥匙了。
(编辑 文 墨)