1樓:l小柳聊聊天
人類已經可控核裂變了,為什麼還要研究核聚變呢?
實際上,核裂變與核聚變之間,除了失控反應下都會炸出蘑菇雲外,其他方面是沒有一點兒相同之處的。從全球範圍內來看,當前正在執行的核電站共有440座,當然,這些核電站全部都是核裂變反應堆。全球核電站的總髮電容量超過350千兆瓦,佔發電總量的約16%,這些都是可控核裂變的產物。
要想回答人類既然有了可控核裂變,為什麼還要研究核聚變?我們就要先了解一下,什麼是可控核聚變?它與核裂變之間有什麼區別?
簡單來說,就是可控核聚變比可控核裂變那是厲害太多了多了,他們之間最大的區別就在於,可控核裂變無法從根本上解決人類發展程序的能源危機問題,而可控核聚變就能從根本上解決人員危機問題。實際上,人類對能量的認識和利用是逐步推進的,這與人類的科技水平是密不可分的,隨著科學技術水平不斷提高,人類對能量的認知程度也就越來越清楚,
在遠古時代,人類的祖先們茹毛飲血,連最基本的能源都不知道是什麼東西。當雷擊引發山火,猿人們從最開始的害怕敬畏,到揀拾品嚐到火中燒烤的野味美味,對火漸漸有了認識,開始知道燃燒的害處和好處,從此開始了人類對能源的認識利用之旅。
千萬年來,人們從燒柴草煮飯,到燒煤獲取動力,再到燃油,電氣時代,這標誌著人類從古代的柴草時代跨入瞭如今的科技時代,人類文明也是從蠻荒黑暗,邁進到現代光明階段。隨著科學技術的發展,人類對能源的需求量越來越大,而煤炭、石油等資源都是不可再生資源,這些資源都是經過億萬年的地下演化才形成的,儲量是有限的,用一點就少一點,在一個相當長時期是無法再生,這一點,當前的人類是有著清醒認知的。
所以,當代人類就開始尋找替代能源,對發現和開發新的更高效能源要求越來越迫切,就在這個關鍵的時刻,愛因斯坦的質能方程理論應運而生,可以毫不誇張的說,質能方程為人類開啟能源寶庫提供了一把金鑰匙。因為,愛因斯坦狹義相對論發現了質能方程,這個理論對質量的屬性進行了新的**和定義,在人類發現質量守恆的基礎上,進一步推演出了質能守恆定律,並指出在一個孤立系統中,所有粒子的相對論靜能與動能之和在相互作用中保持不變,物體的質量就是所含能量的量度,質量和能量可以等價互換。從此,質量與能量有了確定的當量關係。
按照質能方程式測算,1千克物質如果全部轉換成能量,可得9億億焦耳的能量,相當於250億度電,或者約2151萬噸tnt黃色炸藥,也就是21枚百萬噸級核彈**威力,正是按照這個理論,美國在2023年成功研發出了原子彈,這也使得人類開啟了核能利用的新時代。當然,這個時期研發出的原子彈屬於不可控的核裂變,因為,原子彈的能量釋放一瞬就沒有了,為了能夠有效收集和裂變的能源,科學家們通過不懈努力,終於發明和製造出了反應堆,這些各式各樣的反應堆就能夠使原子核裂變變得慢下來,人們就可以利用這些裂變過程中產生的能量來造福社會了,隨著反應堆技術的成熟,和平利用核能的時代就到來了,最常見的可控核裂變利用就是現在遍佈全球的核電廠。
不過,核裂變的效率依然不高,要比核聚變低很多,而且有諸多限制,如核裂變所需礦產資源儲量有限,開發提純工藝要求高,難度大,且放射性汙染大,廢料難以處理。在核發電站還頻頻發生了核洩漏事故,一旦發生核洩漏,將給人類和地球帶來很大損害。而核聚變相對核裂變,具有更安全、更環保、更高效的利用率,理論上來說,核聚變是沒有核廢料排洩和殘留,幾乎沒有任何汙染,而且原材料易得,取之不盡用之不竭。
核聚變主要材料是氫的同位素氘和氚,氘在海水裡儲量非常豐富,約佔0.003%,全球海水總量約134億億噸,所含氘總量有40萬億噸之多。1公升的海水中含有30毫克氘,核聚變所產生的能量相當汽油300升。
這樣一來,僅地球上核聚變的原材料就足夠人類使用幾十億年之久,由此可見,可控核聚變一旦研發成功,那將意味著人類就能夠徹底解決能源危機了,當然,由於核聚變門檻非常的高,技術難題一時難以攻克,也正因為如此,雖然目前人類在可控核聚變的研究過程當中,取得了一定的進展,但是,依然遠未達到商業化運營的需要,這還是需要有一個較長的研發過程,瞭解到這裡,相信大家就已經找到答案了。
2樓:暴怒的虎式
核裂變所使用的鈾出自鈾礦石,終究有一天會開採完畢。但是核聚變使用的是氘和氚,這些材料在海水中的儲量非常豐富。
3樓:htf的生活回答
核聚變產生的威力更大。相較於核裂變,核聚變能夠用較少的物質產生更大的能量,因此它的使用價值更高,可以有效的利用核物質產生更多的能量。
4樓:如是讀書
核聚變釋放的能量比核裂變更大,無高階核廢料,可不對環境構成大的汙染,燃料**充足,地球上重氫有10萬億噸(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚變產生的能量相當於300升汽油)
5樓:咪咕檔案
你應該知道的科學:核聚變到底是什麼,為什麼人類只能做到核裂變
核裂變的效率,為什麼核電站效率非常高
1千克鈾 235的全部核的裂變將產生20,000兆瓦小時的能量 足以讓20兆瓦的發電站運轉1,000小時 與燃燒300萬噸煤釋放的能量一樣多。1克鈾235完全發生核裂變後放出的能量相當於燃燒噸煤所產生的能量。如果第一句是總能量,第二句是實際獲得能量的話,那麼效率就是2500 300萬 1 1000 ...
核電廠發電是用核裂變還是核聚變,為什麼
核電廠發電是用核裂變。核電站是利用核裂變或核聚變反應所釋放的能量產生電能的熱力發電廠。由於控制核聚變的技術障礙,目前商業運轉中的核能發電站都是利用核裂變反應而發電。核電站在臺灣稱做 核能發電廠 或簡稱 核電廠 在中國稱作 核電站 核電站屬於高效率的能源建設,對於溫室氣體 二氧化碳排放幾乎是零。核電站...
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