核聚变:最有可能使人类文明飞出太阳系的技术,地球人真正的未来
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发布时间：2022-10-06 02:10
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时间：2023-11-03 01:54
苏联天文学家卡尔达肖夫将一个种族的文明水平，根据其使用能量的能力划分成了三个等级：I型、II型和III型。
I型文明种族能够使用它所在的行星上所有的能量；II型文明种族能使用它所在的恒星系所有的能量，III型文明种族则能使用它所在整个星系的所有能量。
根据这个标准，我们人类目前的文明水平大约处在0.7型左右，离I型文明还有一定的距离。那如何使人类文明达到最基本的I型文明呢？
许多科学家都认为，对可控核聚变的研究最有可能完成这个目标！
上个世纪初，随着爱因斯坦提出质能方程E=MC的平方，科学家们对能量和物质有了一个全新的认识，之后“宇宙大爆炸”学说的提出和发展，使我们彻底顿悟了宇宙运行的本质：能量和物质的更替循环。
物质无中生有的从能量中诞生，能量又可以从物质中被释放。只要拥有足够的能量，就可以创造出享用不尽的物质，这也是石油之所以能引发国际争端的原因。
所以，对能量的使用技术代表着一个种族的文明程度，一点也不夸张。
目前人类技术中能量利用率最高的要数核能发电了，但是，核能发电却有两大无法解决的弊端。
一是只要发生一点事故，就可能造成严重的核泄漏危机，而且一旦泄露，核污染是很难消除的，从福岛的核废水事件中就可见一斑。
二是核燃料在自然界中的储量相对来说还是很稀有的，用不了多久就会枯竭。
所以，核能发电终究满足不了我们对能量的需求，幸运的是，大自然中不仅有核裂变，还有核聚变！
可能有人对这两个概念有些混淆，其实，从名字上就可以看出，核裂变指的是一个较重的原子核裂变成两个较轻的原子核，而核聚变是两个轻原子核聚合成一个更重的原子核。
第一代核武器原子弹，上面说到的核能发电，利用的都是核裂变原理，而之后的核武器氢弹，还有我们的太阳之所以能发光发热，利用的就是核聚变原理。
根据质能方程E=MC的平方，能量和质量是可以相互转化的，无论是核裂变，还是核聚变，在反应过程中都会损耗掉一部分质量，损耗的质量最终会转化成能量的形式被释放，这是大自然对生命的馈赠。
看到这里可能有人会奇怪，既然氢弹早在几十年前就被制造出来了，我们应该已经掌握了核聚变的技术，为什么还没达到I型文明？
这里就要具体讲下两种反应最底层的原理了，核裂变是用高速粒子流去撞击核燃料，使后者发生裂变释放能量，只要用一定的能量把入射的粒子加速到一定的速度值就够了，而核聚变是两个原子核在一定的能量压力下聚合在一起。
简单说，无论核燃料的量是多少，核裂变只需要加速一次粒子流就够了，而核聚变却需要远远大于核裂变的能量才能使所有的核燃料都发生聚合反应，只要能量稍有不足，聚合反应马上会停止。
在太阳内部，核聚变反应的起始温度必须要在1000万度以上，地球上的实验室内，因为元素密度远远无法达到太阳的密度，所以在实验室内想要发生核聚变反应，温度必须要在1亿温度以上，所以氢弹的制造发明是在原子弹之后，因为它需要后者为其提供能量维持温度。
但是，氢弹释放的能量是无法商用的，它不像核能发电，可以添加减速剂使反应过程缓慢而持续，核聚变反应中只要温度下降到一个临界点，反应马上会停止，这就是目前科学研究上遇到的问题，所以，这个课题才叫可控核聚变。
另外研究中还有一个难题，就是超高温反应物质的盛放问题，任何物质在加热到几百万的温度以后，都会变成等离子状态，没有任何容器可以盛放。
好在科学家们找到了一个好方法，就是创造出一个极向磁场和环向磁场，使其交互从而形成一个虚拟容器，将高温反应物质约束在其中，不过目前相关设备的投入成本都很巨大，需要后期不断的改进和降低成本。
最后，为什么科学家们如此笃定，核聚变会彻底把人类文明推进到一个崭新的高度呢？
其次， 核聚变所需的基础燃料氢的同位素氘和氚在海水中是大量存在的，一升海水大约能提炼出33毫克的燃料，这个数据看起来可能不大，但你要知道我们地球上大约有1400万亿吨的水。
假如全部用来提炼核聚变燃料，照目前人类的能量使用速度，预估可以用上百亿年，比太阳的寿命还要长。
最后，核聚变被称为最清洁的能源，无论是聚变燃料还是反应之后的核废料，放射性都非常弱。
另外，核聚变过程不会释放二氧化碳，这对于缓解当今人类最大的难题之一全球变暖，无疑是非常重要的。
在航天领域，目前采用化石能量推进的火箭最多能把人送到火星或者金星附近的距离，人类如果想要环游太阳系，甚至是飞出太阳系，可控核聚变在能量使用上的优势，绝对是任何技术无法比拟的。
值得庆贺的是，近年来可控核聚变的研究不断的取得各方面突破，尤其是我国，在该领域一直是走在世界最前列的。
好了，今天的分享就到这里，我们下次见！
