如果核聚变可控了,人类将会利用这种核聚变做什么事呢?

2024-05-09 11:52

1. 如果核聚变可控了,人类将会利用这种核聚变做什么事呢?

可控核聚变技术是最有潜力的技术之一。所谓的受控核聚变类似于太阳的燃烧模式。事实上,核聚变已经在太阳内部进行,并将能量辐射到外部世界。人类研究的可控核聚变技术也有一个图像名称,称为人造太阳,这是一种理想的能量,无限接近永动机。作为受控核聚变的原材料,氘和氚在海洋中有很多,至少可以使用数百亿年。可以说,它们取之不尽,用之不竭。

由于工业原材料的超低价格将逆转,刺激工业成品价格的下降,因此将有更多的大型机械开采矿产或开展其他一些工业活动。如果这一周期继续下去,普通人可能能够以非常低的成本完成以前昂贵的工业生产,工业发展将更加蓬勃和充满活力。可以肯定,在能源几乎无限的时候,内燃机车将成为过去,电动汽车将完全成为主流,因为铺设在各级道路上的遥感充电设备将能够对道路上运行的有轨电车进行连续充电并维持其寿命,从而彻底解决人们批评的电动汽车的寿命问题。

电费将大大降低,并最终免费。受控核聚变的基本用途之一是发电,发电机工作时间越长,成本越低。这样,人类的用电成本将越来越低,一段时间后,电费将完全从人类生活中消失。《星际迷航》将成为现实。一旦受控核聚变被用于制造发动机,这种发动机将具有难以想象的功率,并且可以轻易地支撑一枚比现在的火箭大数百倍的超级火箭。由核聚变发动机制成的宇宙飞船将真正具备在恒星之间飞行的能力,这也是人类飞机向光速迈进的第一步。

如果受控核聚变得到全面普及,那么每亩土地固定粮食生产的时代将成为历史。沿海将有不适合粮食生产的无土建筑物。合成肥料的关键能源问题将得到彻底解决。每亩土地的产量将直接取决于建筑物的高度和获得纯化水的难度。人类的物质生活将大大丰富。能源本身是最基本的资源。一旦能源廉价高效,人类的工业生产能力将得到无限提高,物质生活条件将无限丰富。届时,贫困、温饱问题将彻底结束。此外,人类还可以利用这项技术解决环境保护问题,停止消耗化石能源,最终恢复环境。

如果核聚变可控了,人类将会利用这种核聚变做什么事呢?

2. 如果人类攻克了核聚变的大关的话,世界将会发生什么变化?

所有原子成为等离子态,而且核聚变条件除了高温,还要使等离子体密度足够大,维持时间足够长,这样才能发生自持的核聚变反应。这样只有太阳这样的恒星才具备这样的天然条件,不断释放出巨额的光和热量。核聚变,又称聚变反应,是将两个较轻的原子核结合而形成一个较重的核和一个很轻的核或粒子的一种核反应。






在这个过程中,核聚变反应将一部分反应物的质量转化为了能量。全球粮食生产的总量是够的,但地区间差异巨大,而远距离运输成本高,使得很多地方的人还吃不饱肚子,当低成本可控核聚变实现,运输成本将大幅下降,粮食可以实现全球范围内的分配,饥饿将彻底消失。



且是呈几何级数的增长。如果成功使用核聚变来代替目前的常规能源,如煤炭、石油、天然气等等。那么地球的二氧化碳含量将得到极大地改善。核聚变无高端核废料,可不对环境构成大的污染。而核裂变由于原料铀的储量不多,政治干涉很大,放射性与危险性大,核裂变的优势无法完全利用。核燃料是取之不尽用之不竭的,核裂变产生的能量都这么大,核聚变就更不用说了,如果人类有一天可以掌控可控核裂变,那么可以毫不夸张地说,人类讲不会再有能源危机。
大气污染成为历史,温室效应大气升温的效应终于得以控制。不管是乡野还是城市,蓝天白云下的人们享受能源科技革命带来的无限美好生活。如果可控核聚变的技术能够实现,人类就可以将成本压低,甚至我们可以在月球或者火星,建造一个大型的可控核聚变反应堆,一旦这样的反应堆建成,人类既可以在这个星球上立足,进而改造这个星球.

3. 如果人类真的攻克了核聚变的大关,世界会发生什么变化呢?

所有原子都成为等离子体,除了高温外,核聚变条件还使等离子体密度足够大,维持时间足够长,从而产生自持核聚变反应。这样,只有像太阳这样的恒星才能有这样的自然条件,并不断释放出巨大的光和热量。核聚变,又称聚变反应,是一种将两个较轻的原子核结合起来,形成较重的核和较轻的核或颗粒的核反应。核聚变是人类在不久的将来利用能源的有效方案。

核聚变是获取原子能的一种方法,它通过轻核聚合引起原子核结合能的变化。核聚变需要氢燃料,相对于核裂变,更安全、更干净。但如何实现可控的核聚变,仍然是人类需要解决的首要问题。在这个过程中,核聚变反应将部分反应物的质量转化为能量。全球粮食生产总量足够,但区域差异巨大,远程运输成本高,使许多地方的人仍然吃不饱,当低成本的核聚变条件完全球分布足够高时,只有这样的核聚变才能使核聚变成本才能完全球分布。

恒星可以通过其巨大的质量和重力束缚等离子体,并在高温下继续聚变核。它呈几何级数增长。如果核聚变被成功地用来取代当前的传统能源,如煤炭、石油、天然气等。那么地球上的二氧化碳含量就会大大提高。核聚变不是高端的核废物,也不会对环境造成很大的污染。由于原料铀储量小,政治干扰大,放射性和风险大,核裂变的优势不能充分利用。核燃料取之不尽,核裂变产生的能量如此之大,更不用说核聚变了。如果有一天人类能够控制可控的核裂变,毫不夸张地说,人类将不再有能源危机。

当然,一旦人类突破可控核聚变,地球上的能源危机将不复存在;燃烧石油等碳基能源造成的温室效应也将得到有效控制。目前,一些科学家对文明的分类也是基于能源的利用。因此,一旦人类实现可控核聚变,我们就可以利用装有核聚变发动机的航天器实现星际旅行的目的,寻找更多的资源,探索恒星的秘密。我们的旅程是星海。

如果人类真的攻克了核聚变的大关,世界会发生什么变化呢?

4. 当人类攻克了核聚变的大关之后,世界会受到影响吗?

我们要制造出上亿度的高温,两个原子核才能完成聚变,然而人类现在只能制造出万度高温,差得太远。上亿度的发热装置用什么来装呢,放在那里呢?世界上所有化学分子式的物质都不可能胜任。有科学家幻想用光束和粒子束或磁场来装。但发出光束或磁场的装置又用什么材料呢?要承受几十上百万度的高温,地球上恐怕找不到这种材料。如果可椌核聚变研制成功,那将是人类所需能源的终级设施,安全、环保、无污染、可以大量的建设在城市居住中心。

核聚变堆实现了,对人类文明的推进也没多大。因为,能迅速推进人类文明的技术不是能源技术,而是宇宙动力技术和生物工程技术。这两个方面如果没什么突破,人类没法走向宇宙深处。人类制造再多的能源,没地方用,只能在地球上开个飞机、汽车、高铁,地球都飞不出去。建设核聚变反应堆需要巨额资金 所以核聚变研究成功 电费只会比现在更贵。

核聚变现有的能源是刀川,但他们仅仅是过渡的选择,能掌握这种技术的也只有寥寥几个国家。而更优质的材料是月球上的氦三,从月球上获取氦3 对大多数国家更是天堑鸿沟。一旦更极少数的国家能廉价的获取氦3,性能更好的聚变堆提供的更加巨大的能量,又能促使他们在其他方面走的更远,这个时候再回头看那些低技术国家,和看猴子没什么两样。

由这个问题想到的,看了一些朋友我突然冒出一个想法,为什么我们国家会在2025年禁售燃油车?这个是不是和中国的可控核聚变商用已经为期不远了呢!中国在做长远规划的时候是一定会考虑一些现在虽已突破但还在严格保密的科研成果。。。。。

5. 当人类攻克了核聚变的大关之后,世界会发生什么变化?

核聚变是人类在不远未来对能源利用的有效方案。
  
 核聚变是获得原子能的方法,通过轻核聚合引起原子核结合能变化。 核聚变所需的是氢燃料,  相对核裂变,更加安全和洁净 。但如何实现可控核聚变,目前还是人类需要解决头等大问题。
  
  
   
  
 核聚变的条件与技术实现。
  
 由于核聚变的温度高达千万度以上,在这样的状态下,所有原子成为等离子态,而且 核聚变条件除了高温,还要使等离子体密度足够大,维持时间足够长 ,这样才能发生自持的核聚变反应。这样只有太阳这样的恒星才具备这样的天然条件,不断释放出巨额的光和热量。恒星依靠自身巨大的质量和引力能够束缚等离子体,在高温下持续的核聚变。
  
   
  
  当前人工可控核聚变的困难 
  
 人工可控核聚变的困难在于如何实现对高温等离子体的束缚,地球上当然无法具有恒星那样足够大的引力来约束高温等离子体。目前研究可控聚变的有效途径是 磁约束和激光惯性约束 等方案,国际和国内都启动了多项可控热核聚变实验堆的研究,尽管对核聚变过程的研究进行了数十年,但目前对还具有很大的技术挑战,乐观估计,离商业应用还要几十年的时间。
  
   
  
 一旦突破可控核聚变,人类的发展就进入到了新纪元
  
 一旦人类突破了可控核聚变,地球上的能源危机当然就不复存在;燃烧石油等碳基能源所造成的的温室效应,也会得到有效的治理。目前,一些科学家们对文明的分级也是以能源的利用为标准的。所以一旦人类实现可控核聚变,就可以利用装载核聚变发动机的飞船,实现星际旅行的目的,去寻找更多的资源和 探索 星空秘密,我们的征程是星辰大海。
  
    
 我在能源领域干了二十多年,应该算比较了解这个问题。我就简单分析一下吧。
  
 先说题目的问题,核聚变人类已经能实现了,这就是“氢弹”,题主可能想问的是 “可控核聚变 ”吧?
    按照套路,我们先说说什么叫做核聚变?   
 核聚变,又称聚变反应,是将两个较轻的原子核结合而形成一个较重的核和一个很轻的核或粒子的一种核反应。在这个过程中,核聚变反应将一部分反应物的质量转化为了能量。
  
 太阳就是一个巨大的核聚变反应堆。氢弹就是利用核聚变释放的巨大能量摧毁目标的。
    什么是可控核聚变?   
 可控核聚变就是人工控制核聚变的能量输出过程,使能量输出大小满足人类对能量的动态需求。
  
 最容易实现的聚变反应是氢的同位素:氘与氚的聚变。氘在海水里存储约有40万亿吨,理想状态下释放出的能量足够人类使用上百亿年,聚变后产生的是没有放射性污染的氦。
  
  
 根据爱因斯坦的质能方程:E MC²,可以简单的算出1千克物质完全的转换为能量可以得到9 10 16焦耳的能量,换算成电能约为250亿千万时。 2016年,全 社会 用电量59198亿千瓦时。 这只需要大约340吨聚变燃料就能满足全国的用电需求了 。
  
 可控核聚变反应堆离商业运行大约还有50年。
    可控核聚变对我们世界的影响   
 可控核聚变实现商业运行后,人类再也不会为能源问题担忧,它的影响是巨大的:
  
 首先它推动人类进入了所谓的第一类文明(目前为0.7级文明),即:“行星文明”。我们所发生的历次工业革命从本质上来说,就是对能源的利用方法和效率的变革。可控核聚变的商业运行无疑将推动另一次工业革命(估计是第五次工业革命,前四次分别是:蒸汽机革命、电气化革命、信息革命、人工智能革命),人类 社会 发展又将走上一个快车道。
  
 在政治上,全球的能源格局将全盘洗牌,中东的石油资源不能再成为一些国家的撒手锏,实现了世界的能源均衡化。能源问题从此以后就不会成为战争的导火索了,世界将更加和平。
  
 环境问题将得到解决。由于可控核聚变的产生物为氦,没有环境污染问题,也没有温室气体排放问题,而且能源更加便宜,我们将告别雾霾……
  
 人口增长与耕地减少的问题得到缓解。相对便宜的能源为现代农业工厂的实现提供了可行的条件。可以采用现代化的农业种植大厦来种植农作物,采用低耗能的电灯来提供光合作用。战争的风险进一步降低。
  
 人类将开启太空时代。目前人类 探索 太空的限制主要是缺乏充足、可靠的能源供应,有了可控核聚变后,再加上无工质引擎,我们的将征服整个太阳系,到时候移民火星将不成问题。
    最新消息:美国麻省理工学院科学家表示,核聚变发电的梦想即将在15年内变成现实。    
 估计是取得了重大突破!要记住:核聚变是国际合作项目,谁取得了突破都是好事!
  
  实现低成本的可控核聚变意味着人类获得了几乎取之不尽用之不竭的能源。     
  
 国际热核聚变实验反应堆,计划于2025年点火,预估总造价超过150亿欧元,以目前的进展来看,这个项目流产的可能性在不断增加
  
 现如今人类已经实现了(极短暂的)可控核聚变,但是 反应堆的建造成本和使用维护成本奇高,离商用还遥不可期 。
  
 
  
 我们不妨浪漫的设想一下,如果低成本可控核聚变得以实现,地球和人类文明会发生怎样的变化——(低成本是指成本是现有能源的1/10甚至更低)
  
 
   1、饥饿将彻底消失:    
 即便在今天,世界上仍有高达8.21亿人处于饥饿之中,而且这个数字仍在上升,然而于此同时,发达国家的消费者每年要丢弃高达40%的食物,全球范围内有25%以上的食品损失在运输环节。
  
 
  
  全球粮食生产的总量是够的,但地区间差异巨大,而远距离运输成本高,使得很多地方的人还吃不饱肚子 ,当低成本可控核聚变实现,运输成本将大幅下降,粮食可以实现全球范围内的分配,饥饿将彻底消失。
  
 
   2、淡水危机解除    
 目前海水净化的主要问题就在于成本,即便是以色列最先进的海水淡化工厂,每吨淡水的生产成本也在5块以上,成本结构里,能源成本(电费)占据了绝大部分,这使得海水淡化技术难以大面积推广应用。当低成本可控核聚变实现,海水淡化和远距离运输的成本将大幅下降,干旱和淡水匮乏将成为往事。
  
 
   3、环境危机,特别是全球变暖问题得以解决    
 当前全人类面临的最大的问题就是全球变暖,其根源就在于人类无法摆脱对化石燃料(石油、煤炭)的依赖,产生大量的温室气体二氧化碳,导致全球气候变暖。核聚变是一种清洁能源,没有温室气体排放,产生的核废料半衰期非常短(能快速转变为无放射性物质)、即便发生核泄漏危害也较低,撤离半径仅需要一公里,这比目前的核裂变反应堆泄露的危害要小的多得多。
  
 
  
  人类掌握可靠的可控核聚变技术也意味着人类文明迈入了一个新的纪元,再丰富的想象力也难以预测到了那一天究竟会发生什么,让我们一起静静等待人类文明闪耀的那一刻到来吧! 
  
 
  
   
   看了朋友们一些回答,说的都很好。攻克核聚变,应该说攻克可控核聚变,这个世界的能源领域就宽广了很多。  
 就像过去人类发现发明的机器和电力,从此走出了黑暗的农耕时代,进入了高速发展的现代生活。任何科学的重大发现和发明都能够极大的推动人类 社会 的进步,可控核聚变的实现,将促进人类文明进入一个新发展时代。
  
 核聚变的理论形成已经半个多世纪了,人类早就已经实现了核裂变和核聚变的部分应用,比如原子弹、氢弹,就是典型的核裂变和核聚变的应用。但原子弹和氢弹的爆发是瞬时作用的,这种巨大的能量是不可控的爆发。
  
 人类已经掌握了可控核裂变的技术,并且已经广泛的运用与生产与生活,主要表现在核发电和核反应堆驱动,2006年世界核子发电在全部电力里面就已经占有15%的比重,这方面中国起步晚,占比较低。
  
 但人类对核聚变的运用还一直在研究中,进展较为艰难缓慢。
    
   可控核聚变之所以比可控核裂变更难攻克,是因为进行核聚变的条件更为苛刻和困难。  
 在太阳中心,每时每刻都在进行着核聚变,每秒钟有6亿吨的氢转变成5.96亿吨氦,释放出400万吨氢的能量,正是这巨大的能量给太阳系所有的行星、卫星、矮行星、小行星、星际物质等提供了光和热。激发这种能量的是太阳核心3000亿个大气压的压力和1500万度的温度。
  
 地球上无法提供这么高的压力,只有靠提高温度来实现核聚变,这样要求温度达到上亿度。所以如何达到这样的温度,用什么样的容器或者方式来约束这种温度,是目前科学界需要重点解决的关键难题。
   人类之所有这么重视可控核聚变的开发,因为它具有很高的比较优势。  
 相比核裂变,核聚变有如下优势:
  
 1、核聚变释放的能量比核裂变更大。据测算6个氘核共放出43.24MeV能量,相当于每个核子平均放出3.6MeV。它比n+裂变反应中每个核子平均放出200/236=0.85MeV高4倍。
  
 2、核聚变无高端核废料,可不对环境构成大的污染。而核裂变由于原料铀的储量不多,政治干涉很大,放射性与危险性大,核裂变的优势无法完全利用。
  
 3、核聚变燃料供应充足,地球上重氢有10万亿吨。每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油。
  
 所以,如果能够实现可控核聚变,人类将能够克服阶段性的能源危机,真正的从“石油文明时代”走向“核文明时代”,人类文明将提升到一个新的层次。
    
   近年来,可控核聚变的研究正在提速,在许多具体方面有所突破。  
 中国的核聚变“人造太阳”实验装置EAST(先进超导托卡马克实验装置),已经获得超过101.2秒的稳态长脉冲高约束等离子体运行,在这方面走到了世界前列。能不能像常常说的最终实现弯道超车,还有待后续努力。
  
 有报道德国仿星器核聚变反应堆研究取得突破进展,而美国洛克希德马丁公司早在2014年就宣布,可控核聚变技术小型化取得突破,一个可安装在卡车后端的小型反应堆有望在十年内诞生。这些都是可喜的进步。
  
 科学界预测了,受控核聚变发电有可能在2025年实现商业运营,2050年将有可能广泛的服务于 社会 。
    
   时空通讯在过去已经多次提到过宇宙三级文明等级的划分,这是前苏联科学家卡尔达舍夫在上世纪六十年代提出来的一个理论。  
 卡尔达舍夫认为宇宙文明的主要衡量度标是能源的控制和使用,可分为行星级一级文明,恒星级二级文明,星系级三级文明。每一级文明的提升,都伴随着能源使用的数量级增长。他的这个理论尽管只是一种假设,但得到了科学界广泛的认同。
  
 科学界测算,人类文明目前还只有0.73级,要达到一级文明,我们人类所需要的能源还要在现在的基础上增加10000倍以上,而达到二级文明则需要增加能源控制和使用能力100亿倍以上。
  
 实现了可控核聚变,解决了能源危机,使人类控制和使用能源的能力得到大大的提升,有可能使人类文明在100年内达到一级行星级文明。当然要实现二级文明人类还需要几千年的奋斗(这方面的介绍请查看时空通讯过去发表的相关文章)。
  
 由于可控核聚变能料的高度浓缩化,人类有可能实现深空 探索 和开发。我们现在的火箭采用的是常规能源,发射到地球轨道就需要燃料成百上千吨,所以无法带着很多燃料远航。如果核聚变,30毫克的氘就相当于300公升汽油,三公斤氘就相当于30000吨汽油的能量,如果氚核聚变则可以实现更大能量的输出。这样飞向深空再也不要携带大量的燃料了,就有可能飞的更远。
  
 当然太空远距离航行还需要伴随着引擎和太空生存保障等诸多方面科学技术的同步提升,才有可能实现。
  
 核聚变的能源地球上储存量巨大,够人类使用一阵子。
  
 这就是时空通讯的看法和认知,欢迎点评。
   时空通讯原创作品,已经授权“维权骑士”予以版权保护,如有需要请联系作者授权,侵权必究。谢谢关注支持和理解。  
 
  
 
  
 我来蹭一波热度。相信大家最近都被中国人造太阳等离子体中心温度达到1亿摄氏度而领先全球的消息刷屏了吧。
    
  
  
 题目中所说的应该指的就是 可控核聚变技术 ,核聚变是什么呢?看看天上的太阳,它为什么可以一直发光发热,它烧的是什么,为什么可以烧这么久呢?
  
 太阳之所以发光发热那是因为在太阳的核心,高温高压的状态下,氢原子之间发生核聚变反应而释放出大量的能量,然后源源不断地输送到太阳的表面并辐射到整个太阳系。 原子核裂变和聚变都可以释放出巨大的能量,原子弹利用的是核裂变,氢弹则利用的是核聚变,核聚变相比于核裂变更难以进行,释放的能量也更加可怕 ,在太阳的核心处,温度高达1500万摄氏度,压强也是大得可怕。
    
  
  
 核能是清洁能源,长期以来人们利用的都是核裂变产能,但是对于核聚变,人类目前还只能掌握氢弹这一种不可控制的核聚变形式。与传统的发电方式相比, 用核燃料效率高得多,比如产生100万千瓦的电能,需要消耗50万吨煤,但是却只需要30吨核燃料。 广义上来讲,核燃料是取之不尽用之不竭的,核裂变产生的能量都这么大,核聚变就更不用说了,如果人类有一天可以掌控可控核裂变,那么可以毫不夸张地说,人类讲不会再有能源危机。
  
 但是将这一过程可控化却是很难的,首先需要满足的就是高温,高温是等离子体生成的先决条件,等离子体指的是电子中子脱离原子核之后和原子核形成的一种离散的状态。 但是光有温度还是不够的,还需要高压,但是这一点就更难以办得到了, 因为地球上没有一个容器能够承受核聚变所需要的高压条件。所以呢,高温就成了唯一的发展方向,并且这个温度一般都在一亿度以上。
    
  
   虽然我国在了可控核聚变技术上的研究已经步入了世界前列,但是距完全掌控核聚变技术还有很长的路要走。如果有一天人类真的攻克了可控核聚变技术,那么正如我上面所说的,人类将不会再有能源危机,与此同时,当今世界因为能源争夺而带来的战争到时候应该也没理由存在了。  
 
  
 
  
   
  
 人类攻克了核聚变后,世界能源 历史 将进入一个从能源短缺到能源取之不尽,用之不竭的新纪元。从此,人类的文明也即将进入大跨越发展的新时代。
  
 首先,石化燃料将迅速消失,燃煤电厂将全部拆除,燃油 汽车 退出 历史 舞台,煤矿、石油、天然气基地、炼油厂,加油站全部关闭,甚至风电太阳能电站也逐步淡出。取而代之的是超清洁的氢能发电站遍布世界各地,更加发达的输电网将世界连成一体。大气污染成为 历史 ,温室效应大气升温的效应终于得以控制。不管是乡野还是城市,篮天白云下的人们享受能源 科技 革命带来的无限美好生活。
  
 其次,电费成本大幅下降,超级便宜的电能改变人们的生活,用电做饭,用电取暖,用电能出行,石化的副产品塑料也将消失,人们不再担忧大量塑料产品对自然环境造成的伤害。人们的日常生活用具重新回归纸基,大量用植物纤维做成的日常用品填充人们的生活。
  
 第三,超级便宜的电能让海水淡化普及,中东,非洲和我国的西部沙漠隔壁,从此有了源源不断的淡水水源,大片的森林绿洲庄园在沙漠成长,一大批因能源革命而崛起的新兴城市不断涌现出来,人类在改善贫瘠土地和荒漠的同时,也改变了气候。
  
 第四,蓄电电池技术终将突破,各种大中小号的超能蓄电池,遍布生产生活的各个领域,随着智能化的普及,身携超能电池的机器人忙碌于山林田野,城市乡村,人们慨叹生活之便利和美好,贫穷饥饿永远不再。
  
 第五,能源革命使 探索 太空拥有了广阔的发展空间,源源不尽的能源使太空飞船的吨位、速度有了质的飞跃,大型太空站的兴建以及月球基地的建设,使得人民向往太空,飞往太空的梦想成为现实。
  
 
  
 当人类攻克了核聚变的大关之后,世界会发生什么变化?
  
  不要被二次世界大战末的美国人1945年8月6日在日本广岛长崎投掷的二颗原子弹而谈“核”聚变。当地球人类在100年之内攻克了核聚变的大关后,人类会制造“核能火箭 ,”将其应用于“猎户座计划”和2011年,DARPA与NASA倡导的一个“百年星舰”计划。建造一艘真正星际飞船,而是要集合世界上顶尖科学家,为下一个世纪的星际旅行制定一个切实可行计划。
  
 
  
  这个可以追溯其 历史 到 20 世纪 50 年代。当时大多数人生活在核战的恐惧之中,但少数原子科学家在寻求和平利用核能。他们考虑了种各样的想法,比如利用核武器来开辟港口和海湾。
  
  由于担心核爆炸的副作用和破坏力,这些想法大多被否决了。然而,有一个有趣的建议吸引着人们。它被称为“猎户座计划”,寻求利用核弹作为星际飞船的动力来源。计划的框架很简单:制造迷你型原子弹,然后从飞船的尾端逐个发射。每次迷你型核弹爆炸,都会产生一股能量冲击波,推动星际飞船前进。原则上,如果连续释放一系列迷你型核弹,火箭可能被加速到接近宇宙中最快的光速。这个想法由核物理学家泰德·泰勒和弗里曼·戴森共同提出。泰勒因设计了多种核弹而闻名,从有史以来最大的核裂变炸弹(核爆炸威力约为投掷在广岛原子弹的 25倍)到大卫,克罗克特便携式核导弹(其威力是广岛原子弹的千分之一)但他渴望将自己在核弹方面的广博知识用于和平目的。于是他抓住了制造猎户座号太空舱的机会。
  
 
  
  这一任务主要的挑战是如何精准控制一系列小爆炸,使星际飞船能安全地驾驭核爆炸的冲击波而不在这个过程中被摧毁。为了实现这一目的,一系列速度范围的设计方案被制定出来。其中最大的模型直径为14 英里,重达 800 万吨,由 1080 枚炸弹推动。理论上,它可以达到光速的 10%,并在 40 年内到达半人马座阿尔法星。尽管这艘飞船体型巨大,但计算表明它可能是可行的。
  
  然而,批评人土一致认为,这艘核脉冲星舰会释放出放射性尘埃。泰勒反驳说,当尘埃和金属炸弹外壳在爆炸后变得具有放射性时,才会产生放射性尘埃,因此,如果飞船只在外太空启动发动机就可以避免这种情况。但是 1963 年的《部分禁止核试验条约》也使得对小型原子弹的实验变得更困难。猎户座号太空舱的最终归宿是作为一种好奇写入古老的科学书籍。
  
 
  
  核能火箭的缺点:猎户座号太空舱项目终结的另一个原因是泰德·泰勒本人对此失
  
 去了兴趣。既然这似乎是发挥了他的天赋,为什么不再支持这项 探索 。他解释说:建造猎户座号太空舱将会产生一种新型的核弹。尽管他一生大部分时间都在设计铀裂变炸弹,但他意识到有一天
  
 猎户座号太空舱可能也会使用特别设计的强大氢弹,他停下了脚步。这些炸弹能释放科学上已知的最大能量。它们经历了三个发展阶段。20 世纪 50 年代的第一批氢弹是体积巨大的装置,需要大型船只来运输。实际上,它们在核战争中毫无用处。第二代核弹是小型、便携式多弹头分导导弹,它们是美国和俄罗斯核武器库的主力。
  
  核聚变火箭在概念上是可靠的,但是核聚变能量还没有被证明。此外,这些火箭的巨大规模和复杂性使人们对其可行性产生了怀疑,至少在 21 世纪是这样的。尽管如此,核聚变火箭被认为是除光帆外最有希望实现的。
  
 知足常乐于上海2019.12.13日
  
 首先核聚变并不难,例如氢弹的工作原理就是核聚变,但氢弹除了作为武器之外,对人类并没有其他的用处,所以人类真正需要的,是可控的核聚变,从某种意义上来说,太阳就是一个巨大的可控核聚变机器,这个机器可以在数百亿年的时间之内,持续的产生能量。
  
  
   
  
 那么一旦人类掌握了这种技术,就意味着人类跨入了另外一个时代,例如我们都知道科学的发展,离不开对于能源的利用,而现在的主流能源,无非就是石油和煤炭,这两种能源都是化石燃料,化石燃料最大的问题,就是开采难度大,并且还会产生污染物。
  
  而可控核聚变的原料,是由氢的同位素氘,而氘这种东西,地球上非常非常的多,根据一些计算来看,海洋当中储存的氘,大概有40万亿吨以上,那么一般来说0.03克的氘,就可以释放出300升汽油产生的能量,所以一旦可控核聚变成真,人类就和那些化石能源说再见了。 
  
  其次可控核聚变一旦成真,人类必将大规模进入太空,现代人类在 探索 太空的时候,最大的问题就是能源补充,例如国际空间站每隔一段时间,就需要派人去运送物资,但每一次的发射,都需要耗费数千万美元,所以人类对于太空的 探索 ,会受到相当大的掣肘。 
  
  如果可控核聚变的技术能够实现,人类就可以将成本压低,甚至我们可以在月球或者火星,建造一个大型的可控核聚变反应堆,一旦这样的反应堆建成,人类既可以在这个星球上立足,进而改造这个星球,所以可控核聚变的技术,非常非常的重要,只要一旦实现,人类就进入了一个新的时代。 
  
 
  
 核聚变一旦投入正式运用,最明显的就是该国的 能源问题 可以说是得到了 永远解决 。石油可以就退出 历史 舞台了, 那群靠石油富起来的中东国家,可就哭惨了。 如果中国能率先掌握,老美估计得慌的不行, 民族的复兴指日可待 。
    
  咳咳,不多说了,下面就来介绍一些 相关知识 :
   核聚变  
 其实道理很简单,如果你能想法设法让 两个原子的原子核(一般是氢同位素),撞到一起,聚合为一个新的原子核。在这个过程中能释放出巨大能量 。爱因斯坦的质能方程就能派上用场了。
    
  
  
 不过人工核聚变也是分层的。像氘氚聚变是最早的一代核聚变,比如 一个氘和一个氚反应 ,就能释放出17.6兆电子伏特的能量。虽然原料是海水,可以说用不完,但是也有缺点。就是要释放出中子,这样会导致聚变装置寿命降低。 最完美的当属氦3反应 ,没有中子,也没有氚的放射性。
   可控核聚变的难点  
  高温高压 :高温可以让粒子运动速度加快;高压,可以是粒子运动范围缩小,而 这两个都能提高粒子相互撞击的概率。
    
   
  
 以 太阳为例 ,我们知道太阳无时无刻不在进行这核聚变反应。为什么它能那么稳定持续的输出能量呢?因为太阳发生反应的内核,温度在一千到两千万度左右,并且有着强大的 引力约束 。所以原子核相撞的前提就有了。
    
  
  
 但 那项技术是恒星的专利,在地球模拟不了 。于是我们 只能提高温度,甚至要达到上亿度 。但是这么高的温度的等离子体,增压才能控制住,保证反应装置不被“烫”坏?目前主流的方法都是 磁约束 ,这些高温等离子体,被磁场拘在一起,维持聚变的状态,不停的旋转运动。
  
 所以如何做到持续的高温的同时,还能保证装置不被损坏。
    
  
  
  我们离正式投入使用估计还有几十年要走。 
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 攻克核聚变大关,很多人想到的往往是实现了可控核聚变。不过,核聚变的大关不止这一个,突破可控核聚变大关后还会有新的大关。  
    
 托克马克、仿星器等有个外号叫做“人造太阳”,虽然内部进行的也是核聚变,但是和太阳上的核聚变并不一样。核聚变指的是将轻原子核合成为较重的原子核的过程,在这个过程中可以释放出大量的能量。不过即使是不可控核聚变,人类目前能够操作的也只是氘和氚这两种氢的同位素的核聚变,还不能实现最常见的氢原子核的聚变。尽管目前看地球上的氘和氚资源足够人类使用一段时间,但人类对能源的需求是不断扩大的,受控核聚变的实现不会让人类一劳永逸。  
  
 而太阳上主要进行的是质子-质子链反应,依靠质子(氢的原子核)就能实现轻核的聚变。太阳可以直接使用更常见的氕进行核聚变,这个过程人类还没有掌握。质量更大的恒星还能进行更多种的聚变,一直聚变到铁都是向外释放能量的。这样的过程人类更是无能为力。
  
 人类对能源的需求不会因可控核聚变的实现而止,人类对科学的 探索 也是永无止境的。受控核聚变实现后,人类欢呼一下之后,又会投入到对下一个大关的攻克上。

当人类攻克了核聚变的大关之后,世界会发生什么变化?

6. 当人类攻克了核聚变的大关之后,世界会发生什么变化?

 其实不可控核聚变已经出现了,那就是氢弹,结果世界上越来越不敢发生大规模战争。可控核聚变实现后,人类也许会进入较为平和的发展纪元,人类的目标会投向宇宙,踏上星辰大海。
   其实恒星的核聚变就是可控的,因为恒星的引力巨大,可以将核聚变反应区压缩在恒星的中央地带,这样恒星既不会因为可控核聚变爆发的能量而迅速喷发,也不会因为引力引起坍塌。因为引发核聚变的条件是数千万度、巨大的压力,前者使物质等离子化并且在高温下剧烈热运动,后者则使得物质粒子在碰撞时有结合在一起的趋势,也就是聚变。
   可惜的是两种办法都还处于摸索的阶段,而且目前的设备需要输入很多能源,然后才能实现很少粒子的聚变反应,毕竟只是验证阶段。而人类目前的难题是控制反应速率的问题,可以启动但是无法控制速率,然后就是氢弹那样的大爆炸。
   所以如今的研究都是利用很少的氘(氢的同位素),依靠 磁性约束或者激光惯性约束 ,将核聚变控制在相对小的范围内,不至于迅速地释放能量导致设备毁损,能量输出中断。解决了稳定性的问题,就是将其提上日程,作为能源输出设备的时候。
   核聚变目前是非常有吸引力的产能方式,而且其最为关键的产出被证实为可行,日本的学者实现过 Q值大于1,也就是产出能量与投入能量的比大于1, 只有产出高于投入才能真正作为能量输出设备,若是一直无法实现这一点,那么可控核聚变就是妄想。
   虽然目前的转换效率不是很高,但是考虑到地球上可利用的核聚变能源,总的能量规模十分巨大,而可控核聚变的验证技术也在不断提升,Q值再大一些也不是不可能,那么仅仅是地球上的资源就可供人类很长时间内能源无忧,而这只是开始,宇宙中氢元素海了去了,可以利用的聚变能源几乎是无穷无尽,所以一旦实现可控核聚变,人类几乎没有能源问题的困扰。
   那么还在地球上斗什么呢?宇宙浩瀚无际,想要什么资源,在宇宙中几乎都可以找到,无非是跑的近点远点。这也是各大国在参与国际组织的合作为,还都在独立研究的原因,一旦早实现,也就意味着可能早些走出去。
   所以可控核聚变对于人类的吸引力非常大,即便这一步很艰难,它至少也能迅速解决两个问题:
   其一是能源问题,随着人类文明的发展人类对能源的需求急速提升,要知道如今全球35亿人还无法用wifi,这还是互联网这一方面,若是全球人都可以享受现代 科技 的便利,那么能源需求是个天文数字,地球化学能源的产量逐渐跟不上人类的应用;
   第二个问题是环境问题,在如今的 科技 背景下,人类对环境的影响就以很重要,若是达到上述,对环境影响更为严重,导致地球环境的快速变化,而可控核聚变几乎无污染。
   核聚变是人类在不远未来对能源利用的有效方案。
   核聚变是获得原子能的方法,通过轻核聚合引起原子核结合能变化。 核聚变所需的是氢燃料,  相对核裂变,更加安全和洁净 。但如何实现可控核聚变,目前还是人类需要解决头等大问题。  
     
   核聚变的条件与技术实现。
   由于核聚变的温度高达千万度以上,在这样的状态下,所有原子成为等离子态,而且 核聚变条件除了高温,还要使等离子体密度足够大,维持时间足够长 ,这样才能发生自持的核聚变反应。这样只有太阳这样的恒星才具备这样的天然条件,不断释放出巨额的光和热量。恒星依靠自身巨大的质量和引力能够束缚等离子体,在高温下持续的核聚变。
     
    当前人工可控核聚变的困难 
   人工可控核聚变的困难在于如何实现对高温等离子体的束缚,地球上当然无法具有恒星那样足够大的引力来约束高温等离子体。目前研究可控聚变的有效途径是 磁约束和激光惯性约束 等方案,国际和国内都启动了多项可控热核聚变实验堆的研究,尽管对核聚变过程的研究进行了数十年,但目前对还具有很大的技术挑战,乐观估计,离商业应用还要几十年的时间。
     
   一旦突破可控核聚变,人类的发展就进入到了新纪元
   一旦人类突破了可控核聚变,地球上的能源危机当然就不复存在;燃烧石油等碳基能源所造成的的温室效应,也会得到有效的治理。目前,一些科学家们对文明的分级也是以能源的利用为标准的。所以一旦人类实现可控核聚变,就可以利用装载核聚变发动机的飞船,实现星际旅行的目的,去寻找更多的资源和 探索 星空秘密,我们的征程是星辰大海。  
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   我在能源领域干了二十多年,应该算比较了解这个问题。我就简单分析一下吧。
   先说题目的问题,核聚变人类已经能实现了,这就是“氢弹”,题主可能想问的是 “可控核聚变 ”吧?
    按照套路,我们先说说什么叫做核聚变?    核聚变,又称聚变反应,是将两个较轻的原子核结合而形成一个较重的核和一个很轻的核或粒子的一种核反应。在这个过程中,核聚变反应将一部分反应物的质量转化为了能量。
   太阳就是一个巨大的核聚变反应堆。氢弹就是利用核聚变释放的巨大能量摧毁目标的。
    什么是可控核聚变?    可控核聚变就是人工控制核聚变的能量输出过程,使能量输出大小满足人类对能量的动态需求。
   最容易实现的聚变反应是氢的同位素:氘与氚的聚变。氘在海水里存储约有40万亿吨,理想状态下释放出的能量足够人类使用上百亿年,聚变后产生的是没有放射性污染的氦。  
   根据爱因斯坦的质能方程:E MC²,可以简单的算出1千克物质完全的转换为能量可以得到9 10 16焦耳的能量,换算成电能约为250亿千万时。 2016年,全 社会 用电量59198亿千瓦时。 这只需要大约340吨聚变燃料就能满足全国的用电需求了 。
   可控核聚变反应堆离商业运行大约还有50年。
    可控核聚变对我们世界的影响    可控核聚变实现商业运行后,人类再也不会为能源问题担忧,它的影响是巨大的:
   首先它推动人类进入了所谓的第一类文明(目前为0.7级文明),即:“行星文明”。我们所发生的历次工业革命从本质上来说,就是对能源的利用方法和效率的变革。可控核聚变的商业运行无疑将推动另一次工业革命(估计是第五次工业革命,前四次分别是:蒸汽机革命、电气化革命、信息革命、人工智能革命),人类 社会 发展又将走上一个快车道。
   在政治上,全球的能源格局将全盘洗牌,中东的石油资源不能再成为一些国家的撒手锏,实现了世界的能源均衡化。能源问题从此以后就不会成为战争的导火索了,世界将更加和平。
   环境问题将得到解决。由于可控核聚变的产生物为氦,没有环境污染问题,也没有温室气体排放问题,而且能源更加便宜,我们将告别雾霾……
   人口增长与耕地减少的问题得到缓解。相对便宜的能源为现代农业工厂的实现提供了可行的条件。可以采用现代化的农业种植大厦来种植农作物,采用低耗能的电灯来提供光合作用。战争的风险进一步降低。
   人类将开启太空时代。目前人类 探索 太空的限制主要是缺乏充足、可靠的能源供应,有了可控核聚变后,再加上无工质引擎,我们的将征服整个太阳系,到时候移民火星将不成问题。
    最新消息:美国麻省理工学院科学家表示,核聚变发电的梦想即将在15年内变成现实。     估计是取得了重大突破!要记住:核聚变是国际合作项目,谁取得了突破都是好事!

7. 为什么核聚变对人类那么重要?

核聚变对人类有重要作用,主要是人类对核聚变的技术开发和应用,对人类的生产生活及等多方面起到重要作用,主要有以下六个方面。
1、核聚变清洁廉价并不是针对个人来说的,也不是针对现在说的,而且“清洁”与否还是存疑的,毕竟氢核聚变发生时会产生中子,辐射很大,而且防护中子的装置并不是一劳永逸的,要定期更换,换下来的防护部件也会有辐射,也存在如何处理的问题。“廉价”这个只能说是误读了,核聚变发电并不廉价,重水的制造、核聚变装置的建设,都是大手笔的投入。不过在未来其他化石能源储量大幅减少(存疑,目前有证据显示石油还在动态生成)以后,核聚变可能是相对来说可以通过低成本获得充足电力的方式。

在更长的未来,也许50-100年,甚至以后?普通的氢也可以用来发电了,而且对聚变材料含杂质状况要求降低了,聚变材料会变得廉价;防护技术进步了,或许中子防护装置可以长期使用,也会使得其更清洁和廉价。但是聚变装置能不能“廉价”到个人也可以买一个,免维护、直接灌水就能发电(这是我理解的题主“花一分一毛就能用”的意思),这个不好预测,100年以内几乎不可能,100年以后也不太可能。总体来说,50年之后或许有希望做到社会整体能源成本降低,但是对个人仍然不廉价。

2、核聚变在较长远的未来(100年左右?)很可能成为主流发电方式之一,但是不可能出现短时间取代其他发电方式的“飞跃”,毕竟这个整体成本也是在缓慢下降的,只有成本效益足够诱人,才会出现较大幅度的增长。刚开始显然不能。

3、至少在核聚变刚开始普及的时候,电网不可能改变(交流变直流之类的不算,这个是输电技术的问题),核聚变电站规模不比现在的火电站小。除非私人聚变发电机普及,这个遥遥无期。

4、飞机汽车有可能被电动的取代,这个还要看储电技术的发展。不过有一点,电力汽车飞机取代目前燃油动力的原因可能不是税收,而是电动汽车真的“好开”,我开过电动车,那提速干脆利索,比拖泥带水的一般家用车好多了。

5、偏远地区输电模式不会改变,建立聚变电站也没那么容易。在可预见的未来,核聚变并不能解决偏远地区用电困难。

6、核聚变原材料来源就是海水,这个没必要抢吧,抽干太平洋这类的可能,在科幻片以外还不存在。

为什么核聚变对人类那么重要?

8. 热核聚变实验堆的开发,对世界的发展有哪些帮助呢?

要实现可控核聚变,根据目前的科学研究,至少需要100年时间。从实践理论的进展来看,发展可控核聚变,不断为人类提供能源是大势所趋,势在必行。核聚变能源是濒临枯竭的陆地能源和矿物能源不可缺少的替代品。从应用上分析,它几乎可以覆盖人类生产和生活所需的所有能源领域。核聚变原料 "氘 "由海水制成,"氚 "由锂制成(也来自聚合副反应)。

2010年以前,各核大国都建立了自己的可控核聚变研究基地,美国是激光惯性约束,苏联是托卡马克等离子体磁约束技术,欧洲是 "联环磁约束 "中国、日本。一个和超导托卡马克差不多的技术研究基地,正式确定为ITER国际合作项目,全称为国际热核实验反应堆,该项目于1985年由苏联、美国、日本和欧盟共同发起,建造第一个实验性聚变反应堆。(注:ITER不再是托卡马克,而是一个实验性反应堆,这是一个很大的进步)。最初的计划是在2010年建造一个容量为1500兆瓦的实验性反应堆,成本为100亿美元。

然而,由于不同国家的不同想法,苏联的解体和技术手段的限制,直到2000年都没有取得成果。在此期间,美国退出了ITER,ITER面临着胎死腹中的危险。直到2003年,能源危机加剧时,各国才再次认真对待。首先,中国宣布参与ITER项目,这自然让欧洲、日本和俄罗斯感到高兴,然后美国宣布了其回归计划。韩国和印度也很快加入。

ITER项目于2005年正式启动,地点在法国的卡达拉辛,基本设计没有改变。该项目将于2015年完成,费用为120亿美元。欧盟将支付40%,而法国、中国、日本和美国将各支付10%。5%(最终美国、日本、俄罗斯、中国、韩国和印度各出资约9%)。