发表于:2007-09-23 13:27:00
楼主
今天,人类的主要燃料是石油,煤以及铀、钍等原子燃料。那么,明天的燃料将是什么呢?
在未来的燃料中,最诱人的恐怕要算是氘了。
稀有金属铀、钍等重元素发生裂变时,会释放出巨大的能量——原子能。原子能发电站,利用的就是这种能。而热核反应刚好和上述裂变反应相反,是由氘、氚的原子核发生聚变反应而释放出巨大的能量的。1公斤氘聚变成氦时,所释放的能量等于燃烧4万吨媒,这比l公斤铀裂变时所放出的能量还要大20倍呢!
氘又名重氢,它是氢的同位素。重水就是由两个氘原子和一个氧原子组成的。在海水中,平均每6000个水分子中就有1个重水分子。如果你有兴趣计算一下,不难算出,每升海水大约含有将近0.02克氘,它在热核聚变时放出的能量,大约等于燃烧400公斤石油。地球上海水的总量,估计有13亿7千万立方公里,因此海水中氘的总贮存量,大约有25万亿吨,相当于5万亿亿吨石油。假如将这么多石油放在地球上,可以使整个地球表面包上一层厚达1000公里的石油!所以人们说,等到有一天人类学利用氘的热核能之后,人类的能源几乎就取之不尽,用之不竭了,如果按现在全世界每年消耗的总能量计算,那么它足足可以使用10亿年呢!
那么,为什么氘是未来的燃料,而我们今天又不去用它呢?问题在于热核反应很难控制。
今天人类还没有掌握控制热核反应的技术。
我们知道,热核武器的巨大威力,就是由热核反应产生的,但是这种热核聚变反应是未受控制的,一旦发生,就引起巨大的爆炸。由于它所产生的巨大能量是一瞬间释放出来,除了用于炸山开矿之类的用途外,很难加以利用。只有将热核反应加以控制,使它慢慢释放出巨大能量,才能将它转换成人类通常使用的形式,如电能,人类才能很好的利用它。因此,只有当人类学会控制热核反应的过程,才能通过受热核反应将氘用作燃料。
现在,世界上有不少国家,都在对如何实现可控热核反应进行研究,解决了一个又—个难题。不久前,利用激光引发核聚变的试验宣告成功,为受控热核反应又解决了一个大难题。
可以相信,人类最终—定会制服热核反应这匹“烈马”,使它乖乖地听从人类驾驭,忠实地为人类服务。人们认为,如果事情顺利,八十年代实现受控热核聚变,九十年代能实际应用,到本世纪末可能普遍推广使用。
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人类有望50年内掌控核聚变 能源难题或将得到解决
2007年09月04日10:02
来源:南方报业传媒集团-南方日报
新华社电 正在南京举行的“第七届江苏科技论坛”,围绕发展与能源的话题,国内外专家、学者表示,人类有望在30年至50年的时间内,掌控核聚变的技术,从而帮助解决目前全世界都面临的能源难题。
2日—3日,由江苏省科学技术协会主办的“第七届江苏科技论坛”在南京举行,20多位中科院院士、中国工程院院士与国内外近百名专家一起参加了论坛。
“和平发展与能源”是本次论坛讨论的一个重要议题。
随着石油、天然气、煤的储量越来越少,很多人开始担忧人类将面临莫大的能源危机。
对此,中科院院士闵乃本表示,人类的最伟大之处就在于能够不断发现新事物。上个世纪,在化石能源之外,人类发现了来自于核聚变和核裂变反应的原子能。目前,科学家们还只能控制裂变反应,地球上已经探明的裂变原料铀235的储量,可供人类用几百年。
与核裂变相比,核聚变所发出的能量要大得多。核聚变是宇宙间所有恒星发出光与热的能源之源,人类所熟悉的太阳之所以能够不息燃烧,释放能量,就是因为其内部进行着聚变反应。
据专家介绍,作为核聚变主要原料的氘可以从海水里提炼,一升海水提炼出来的氘可释放的能量相当于300公升汽油。按此推算,地球上氘的总储量估计可以满足人类500万年到1000万年的能源需要,这对目前才拥有几千年文明史的人类来说,无异于取之不尽、用之不竭。
然而,核聚变条件相当苛刻,要求1亿摄氏度的温度,足够的反应物密度,以及保持温度和密度足够长的时间……这些都是人类目前亟待解决的难题。
“不过,人类终究会克服这些难题的。”闵乃本认为,根据目前对核聚变技术的了解程度和近年来人类科技进步的速度来看,人类将在30年到50年的时间内实现可控核聚变。如果一切顺利的话,届时,人类的能源紧张难题就将得到缓解。