当人类攻克了核聚变的大关之后,世界会发生什么变化?

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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!




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