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目前大国都在研发可控核聚变技术,一旦成功将会极大缓解地球上的能源紧张问题,这项技术,主要用的燃料是氚吗?地球上氚线公斤吗?
根据科研多个方面数据显示,一公斤可控核聚变产生的能量,要相当于千万吨煤炭创造的能量,如果核聚变的效能如此可观,将会颠覆人类能源格局,改写人类能源文明,那么核聚变的燃料是什么?
核聚变的主要燃料,需要氢的同位素氘和氚两种特殊的元素,目前通过科学研究表明,在地球上的海洋环境里,海水中氢原子和氘的比例为6500:1,的含量,因此通过海水的分离技术,就能进一步加工提取到氘元素。
而核聚变还有另外一种特殊元素氚,这种物质在地球上的含量,目前经过探测表明,是非常稀少的。目前常见的提取方式,通过锂-6和中子反应产生氚元素。目前有种说法认为,氚在地球上的总体含量,全都费尽气力提取出来,恐怕也不过3.5公斤左右,如果这一个数字是很科学的话,那么就出现一个尴尬的难题。
人类研发出的核聚变技术,已经推测出一公斤的核聚变燃料,能够替代一千万吨燃煤的能量,但是人类目前竟然只有几公斤这种燃料?岂不是根本不够用,没办法实现能源补给的目标?
在研究这项技术时,科学家就已经考虑燃料问题,不单单是氘和氚能轻松实现核聚变,氦-3也可当作高效率的核聚变燃料,根据科学家的测试。氦 - 3也能够产生高效能的核反应,同时也具有能量转化率高的特点。但是更为令人无奈的情况出现了,氦 - 3元素,地球上更是少得可怜,只能跑到月球去开采。
如果从月球开采运输,氦 - 3的成本,恐怕会奇高无比,到时可控核聚变所需要的成本,可能并不比传统能源低。那么科学家研究可控核聚变技术,还有什么应用的优势?
从目前来看,科学家认为,如何开发获得氦-3并不急迫,既然在氘元素充足的前提下,再解决从锂资源中获得氚,并非难以实现,锂-6在吸收中子后,产生核反应生成氚,大地球上的锂储能非常充足,在整个世界范围内,分布的锂矿也很丰富,更加科学的,通过从锂资源中获得氚,并非难以实现,而且地球上的氚,也不会只有3.5公斤那么少。进一步实现高效转化和提取氚之后,完全有信心支持核聚变的燃料问题。
也正因为科学家们早就考虑过核聚变的燃料问题,才会推进核聚变技术和核燃料都一直在升级。未来真的能成功解决核聚变技术的话,科学家们提取锂中的氚,也会迎刃而解,而解决燃料的问题,从目前来看,要比核聚变技术,相对容易些。
关于核聚变燃料的问题,网络上的讨论和争议也依然存在,就拿目前从海水中提取氘的成本来说,现在的提取过程,用到的技术,都是很复杂的流程,而且用到高精密仪器,过滤海水的步骤非常繁琐。
大量过滤海水,要使用到功率相当大的设备,而这些动力支持,在大多数情况下要耗费大量的电能,进行蒸馏法,电解法提取等,无论是哪一种提取方式,都要耗费大量的资源,打造提取的生产设施,分离材料的耗材等,这些成本加在一起,目前来看综合的提取成本费时费工又高昂。
但是之前提到科学家们也在和核聚变技术同步研究,进一步解决核聚变的燃料问题,因此对于未来新型技术和高新材料的进一步升级,将会逐渐有希望把整个提取的工序成本,最终降低到能够具有充分可行的程度。
当然,必须要格外注意的是,除了解决技术问题,还需要面对一个现实的低浓度挑战,海水和氘6500:1的低浓度,势必要增加大量无谓的过滤和消耗,如何能在这个严峻基础上提高效率,似乎是需要找到富集效率才能真正处理问题和核心所在。
而人类热切盼望通过可控核聚变带来能源变革,恐怕也要有很长的期待周期继续等待和憧憬下去。不过,随着科学技术进展的速度并非亦步亦趋,而是有一定的概率会实现飞跃式突破,那么乐观的畅想也变得具有可能,祝福核聚变技术能够早日成功,造福人类的同时,为补充地球能源做出新的贡献。
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