核聚變是不是人類在這個地球上唯一能讓我們離開星系的能源了?


目前,人類尚沒有把任何人造物體送出太陽系,而人類本身也沒有突破地月系,究其原因,最主要的就是因為能源問題,人類尚沒有有效的能源用於宇宙航行。

在動力學中,我們用比衝量來衡量火箭引擎效率,它的定義是火箭發動機每秒消耗單位質量推進劑產生的推力,或者是單位質量推進劑產生的衝量,單位是秒。比衝量越高,表示火箭發動機的效率越高。目前人類在航天領域普遍使用的能源是化學燃料,但這是一種非常低級的能源,能量釋放效率非常低。

使用化學燃料的火箭被稱為化學火箭,分為固體火箭和液體火箭,其中固體火箭的比衝量為290秒,液體火箭的比衝量則是300至453秒。在一些航天器上,我們還使用核動力作為能源,比如說著名的旅行者一號,就是使用核電池作為能源。目前人類使用的核能都是核裂變產生的能量,這種能量比化學燃料要高級,比衝量可以達到幾千秒。但是,核裂變火箭的推力較小,只適用於無人的遠距離航天器。

核聚變是人類在近期有可能掌握的新型能源,相比於核裂變,核聚變的效率更高。目前,人類往返火星需要四年,而如果使用核聚變火箭的話,將縮短至兩個月左右。相比於反物質引擎、曲率引擎等更加「科幻」的技術,核聚變有著堅實的理論基礎,雖然技術上還有一些問題,但它是最有希望實現的新能源了。


核聚變是目前已知的、人類有望近期能夠掌握的革命性能源技術,一旦可控核聚變技術成熟,那麼我們就可以利用,比如拿來發電,拿來作為宇宙飛船的動力,這一切在200年內應該能夠普及。由此可見,核聚變也應該是這個地球上唯一能讓我們離開太陽系的能源,但是也不是絕對的。因為在新能源領域,還有潛在的能源,比如反物質推動、曲速驅動等,都是很有潛力的星際航行技術,只不過這些技術距離我們太遠,甚至連個理論基礎都沒有。

核聚變不一樣,工程樣機就擺在那裡,不論是德國Wendelstein 7-X,還是麻省理工托卡馬克聚變反應堆,都具備了一定的成熟度。德國Wendelstein 7-X已經開始運行,多次試驗證明其能夠輸出能量,其造價達到10億歐元,可以模擬產生恆星內部的極端環境,利用核聚變產生能量。核聚變技術距離實用化還有數十年的距離,因為目前的一些技術基礎還不能克服,核聚變反應堆主要兩類,一個是托卡馬克核聚變裝置,另一個是仿星器核聚變裝置,後者使用3D磁場控制,前者使用2D磁場來控制。

美國能源部物理學家和德國科學家對Wendelstein 7-X多次試驗表面,3D磁場控制的仿星器核聚變裝置安全係數更高一些,磁場在仿星器中扮演非常重要的角色。從目前看,核聚變當然是唯一能讓我們離開地球的能源,但距離離開星系還遠著,因為銀河系直徑10萬光年,依靠核聚變也無法飛這麼遠。


核聚變,其實就是氫彈的爆炸原理。我們常說的原子彈是裂變的方式釋放能量,產生上億的溫度。而聚變是更高級的能量釋放方式,聚變的產生需要上億度的溫度來實現。以現在的科技水平要實現核聚變,需要用原子彈來引爆,就是說核聚變需要裂變做藥引。

核動力發動機已經應用很廣泛,核潛艇大家都知道。核動力艦船其實也很多,如俄羅斯的「彼得大帝」號核動力巡洋艦,美國退役的「長灘號」核動力巡洋艦等。俄羅斯還有現役的核動力破冰船等。上世紀蘇聯發射過核動力的衛星。中國的月球車使用了核電池。但是這些都是裂變能源。

聚變因為產生的條件非常苛刻,需要上億度的高溫激活。如果是引爆氫彈就簡單些,一鎚子買賣,爆掉就行了。如果像核反應堆那樣緩慢持續的釋放能量就太難了。首先就需要解決怎麼束縛上億的溫度,因為地球上沒發現什麼物質可以承受這樣的高溫。現在的思路就是用電磁能束縛,如托克馬克裝置。

中國的聚變堆研究有些滯後,但是發展很快,現在中國的聚變裝置East進展不錯,已經實現1000秒的持續放電,這是全球最好記錄。但是實現溫度是5000萬度,離1億度的目標還有差距。

最後,來說說標題的問題。靠聚變能源想離開太陽系是可以實現的,但是意義不大。因為光速恆定,聚變飛船想到達最近的恆星仍然是天文數字,必須從空間利用上想辦法。聚變能源最多可以實現太陽系內航行。


我覺得不是,核聚變確實是目前已知的最佳能源,但是作為人類探索宇宙來說還是力不從心,畢竟它不是宇宙隨處可得的。我覺得有可能用暗物質能量來進行星際旅行!另外發表一下關於人類探索宇宙的觀點,我覺得我們目前受到影視作品的影響太重,其實有另上種不需要人類的旅行方式,未來如果研究出原子級3d印表機,做到微型化,大量向宇宙發射,到達預定星球,開始列印一台稍大的原子印表機,一代一代直到列印出工廠級的設備,然後利用生物技術製造人類。對!你沒看錯,就是紅色警戒。目前流行黑暗森林理論不與外界聯繫,然而人類是一種探索欲極強的物種,你要人類不去擴張不去傳播也是不可能的。此種方式是最為保險的方式,因為傳播機制微小,不會在宇宙中留下痕迹不會被其它文明發現,即使新文明被發現毀滅也不會影響到母星!


人類是地球的產物,就像魚離不開水一樣離不開地球。只有地球的環境才能適應人存活下來,地球之外沒有這樣的生活環境。離得越遠差別越大。所以目前人類和地球上的所有都只能困死在地球上沒有別的辦法。

隨著人類科技的進步,人類第一個改造的就是月球,我們知道也看到用一個塑料袋裝水,再把魚放進去,魚就能活下來。

我們可以在月球上營造出一個這樣的環境,裡面有空氣有水,人類就能夠在裡面活著挺舒服。

這是第一步,第二步就是勘探月球上的資源,了解月球上的磁場和月球的地質,全面開發月球。今天我們已經知道月球的磁場弱,這樣的磁場是不能吸引住大氣的,如果加強月球磁場就可能改變地球的太空環境,改變地球的軌道,這是人類根本不能做的。

所以,到月球上多搞些小的人類生存環境,人類可以在月球上生存下來。

只要有了改造月球的經驗,才能開發太陽系其它的星球。


朋友您好:謝謝邀請回答。人類對於宇宙到底是什麼模樣還不知道!談何離開星系!離開星系目的為了什麼?能源為誰服務?能不能給未來的人類造福?宇宙的命運是好是壞?這些問題怎麼解決!


首先核聚變的最佳燃料是氘核與氚核是核聚變,其原料可直接取自海水,來源幾乎取之不盡,因而是比較理想的能源取得方式。

在能源方面是不用擔心滴,應該擔心的是人類在能飛出地球之前會不會因為自身的矛盾而自取滅亡。


想離開地球很簡單,只需拜老夫為師,老夫傳你絕世修仙秘籍,只需稍加修鍊即可破碎虛空而去。什麼?拜師禮?好說好說,有個千八百億噸黃金意思一下就可以了。沒有?美元也行,人民幣也可以考慮。少年別走,我看你骨骼驚奇,這裡有武學秘籍,5元一本,您來一打唄。


不是的!最終極的能量是物質!

對就是你身邊的一切,包括你!

物質的本質就是波,波即能量!

所有的物質本身就是能量的一種穩定存在形式而已!巨大的能量!


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