可控核聚变一旦实现,地球上的氚会被用光吗?本来就只有2公斤

B站影视 韩国电影 2025-04-08 20:27 2

摘要:别看地球上有多种能源,例如煤炭、石油、水能、风能等,但基本都跟太阳有关,例如风是由大气冷热不均而产生的,背后是太阳能。

科学家把宇宙文明分成7级,其中1级是“行星文明”,2级是“恒星文明”。

很遗憾,地球还处于0.7级文明,因为我们还无法掌握地球上的所有能源。

怎么突破?越来越多的信息都指向了“可控核聚变”,另一种说法是“人造太阳”。

别看地球上有多种能源,例如煤炭、石油、水能、风能等,但基本都跟太阳有关,例如风是由大气冷热不均而产生的,背后是太阳能。

那么太阳能是如何来的呢?

太阳内部无时无刻都在产生核聚变,两个轻原子核聚合成一个重原子核的过程中,会释放一股巨大的能量。

4个氢核 → 1个氦核 + 2个正电子 + 2个中微子 + 能量

据科学分析,太阳内部每秒钟有6亿吨氢转化为氦,等效于 400万吨氢燃烧释放的热量。

只要我们头顶的太阳不熄灭,它就是能源的最终版本答案,所以,咱们想要实现文明层次的跃进,最好最直接的办法就是也造出一个“太阳”,给我们提供源源不断的能量。

核聚变需要高温高压环境,太阳内部温度高达约1500万摄氏度,压强高达3000亿倍地球海平面大气压,这样的条件是人力能创造的吗?

还别说,我们可以通过磁约束和惯性约束来实现。

例如磁约束,我们对一个密闭环形空间施加磁力,把内部离子锁在里面,并且让它们高速旋转,期间会不断发生碰撞,接着开始慢慢融合,从而达到核聚变的层次,我们从中获得能源。

目前,中国全超导托卡马克核聚变实验装置,创造了多项世界纪录,标志着中国“可控核聚变”技术走在世界前端。

核聚变能产生强大的能量,并且产生的放射性有害物质较少,一旦完全掌握,这也意味着地球文明介于1级和2级文明之间。

自然界中,实现核聚变反应难度较低的是氢的同位素(氘与氚)。

氚的应用十分广泛,例如核武器中的氢弹,原理是利用核裂变装置爆炸能量引发氘、氚等轻核的自持聚变反应。

说句题外话,跟其他放射性元素半衰期动辄数千万年、数亿年不同的是,氚的半衰期极其短暂,仅有12.3年。

一旦过了半衰期,威力大打折扣,氢弹就需要定期更换氚,每年投入往往都需要数亿美元,我的意思是,当你听说某个国家大量囤积氢弹,要么极其舍得投入成本,要么就是假消息。

除了核武器要用氚之外,它还能被用来追踪,例如用氚来标记水分子,科学家能研究地质水循环,又或者氚还能被用来照明。

简而言之,氚被广泛应用在生态研究学、医学、航空航天、制造业、军事等领域。

那么氚有多少呢?

地球上的氚只有2公斤,其中10克在大气中,13克在地下水中,其余都在海水中。

2公斤的氚能干嘛?别说用来充当“人造太阳”的原材料,满足其他领域的需求或许都不够。

其实大家不用担心,虽然地球上的天然氚只有2公斤,但我们却能通过人工制造来生产氚。

第一种办法,可以用中子轰击锂-6原子核,把铝锂合金放入反应堆中,用低能量中子去不断轰击,就能产生氚。

⁶Li + n → ³H + ⁴He + 4.78 MeV

目前美国橡树岭国家实验室和俄罗斯Dimitrovgrad研究所,正在采用这种办法,优点是成本低,缺点是对技术要求高,无法稳定生产氚,美俄的年产量低于2公斤。

第二种办法,利用氘来俘获一个中子,具体是将重水(D₂O)中的氘,在吸收完一个中子后就会形成氚,接着用电解和低温分馏技术提取出来即可,每一公斤重水一年能获得0.005克氚。

当然了,其他办法也有,例如从核燃料后处理厂废物中提取等,基本都属于“吃力不讨好”。

不过总的来说,氚虽然每年生产量不高,但好在成本也很低,只有2.5万美元/克,要知道,氚这类元素每一克都能迸发出巨大能量,所以年产2公斤就很不错了。

由此可见,地球文明想要实现突破,就需要不断攻破“可控核聚变”技术,虽然天然氚储量有限,但好在人工氚已经能满足需求。

来源:桑榆说ing

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