可控核聚變為什麼可以解決能源危機?


想不到我這種渣渣也有被邀請回答問題的一天.......

貌似應該先說句謝邀對吧?

西——————————撒——————————!

上面那個是分割線。

關於這個問題,首先大概得先描述能源危機是怎麼回事。一言蔽之就是,石化能源不多了,尤其是石油。當然石油更特殊一些後面說。

對於能源這個問題很多人都有個誤區,雖然能源主要都是用來發電,但並不是能發電的玩意就能當作能源來看。最標準的例子就是光伏發電。看上去光伏發電這套體系貌似也就是晒晒太陽就能源源不斷發電啊,為啥不算能源呢?

因為能源這概念必需是總體投入小於總體產出。而光伏發電體系,效率極其低下。雖然電池板仍在外面是無污染無消耗,但是生產一塊電池板卻是要付出很高成本的。在這個過程中消耗的能量產生的污染,總體來看都是不划算的。光伏發電的整體投入產出比並不樂觀,這項技術如今更多的是用於特殊情況下的功能,而不適合作為石化能源的全面替代者。

那麼其他呢?風電水電一類能源雖然比光伏強上不少,但是效率依舊不比石化。尤其是風電,其實被黑的不要不要的。

為啥說大自然nb呢,就是因為石化太屌。石化能源的根本其實就是自然生物系統對太陽能的積累。實際上是種生物能源。地球主要的能源,生物,風能誰能本質上其實來源都是太陽。人類的各種技術都只是間接利用太陽能。然而人類的技術目前與生物對太陽能的利用程度相比,差的不是一點半點。相比石化能源風水能簡直就是渣渣。

但是人類好歹也是作為地球生物圈最尖端存在的,多少也是有點黑科技的。這技術,就是核能。

核能和其他能源都不同,其他地球上的能源,除了地熱和潮汐之外,基本上本質都是來源於太陽。但是核能和太陽能只有五毛錢的關係,這能源可以說是宇宙真理的體現。

核能屌到什麼程度呢?相比核能,之前屌的一B的石化現如今連渣渣都不算了,簡直就是塵埃比大象。當然具體知識我不懂就不在這裝B了,畢竟知乎多大神,打臉啪啪疼。

不過膚淺的知♂識我還是懂點的,扯淡倒是湊合。

如今人類是可以高效利用核裂變的。但是核裂變缺點很多。第一,也是最關鍵的是,儲量嚴重不足,開採難度大。核裂變簡單描述就是大原子核變小的,然而對宇宙形成過程稍微了解點的應該都知道,原子量越大的原子在宇宙中越是稀少。更別提本來就少得可憐還要分布在地球的鈾元素和鈈元素了。第二,核裂變產生的污染嚴重。放射性物質處理繁瑣,而且周期長,污染嚴重。第三,核裂變裝置本身就有極大的危險。切爾諾貝利,福島都是比較有名的。雖然核電站有很多安全裝置,但是不代表絕對安全,由於放射污染問題,核電站一旦出事兒,都不是能簡單解決的問題。

那麼到重頭了,核聚變呢?

核聚變相比核裂變,同樣有著逆天黑科技的能源效率,同時又沒有上述的三種麻煩問題。

核聚變需要重氫,也就是氘和氚。氘在海水中廣泛存在,儲量極大。考慮能源儲備和人類現有能源需求來算,氘儲量是足以人類以十億年為單位使用的。而氚雖然自然界沒有,卻可以通過鋰來製造。鋰雖然也不富裕,但是比坑爹的鈾來的多多了。

那麼核聚變有輻射污染問題嗎?答案是沒有,真的是一點都沒有。核聚變的產物是氦。並沒有放射性。氦要說問題,貌似也就是如果空氣中氦氣濃度過高會讓你的聲音聽起來十分逗比從而破壞你的高冷形象。怕不怕!

至於安全性。核聚變和核裂變的最大區別就是核聚變的臨界條件極其坑爹。核裂變是可以做到自發反應的。你把一堆裂變燃料堆一堆扔那他自己就能給你反應完了然後boom。因為裂變中產生的中子會撞擊其他原子核進一步引發新的裂變,這個叫鏈式反應,因此核裂變反應堆是需要插好幾根棒♂棒進去吸收中子,以避免反應過於劇烈的。

但是核聚變就乖的多了,需要高溫高壓,還是超級高那種,才能引發聚變反應。而且這個臨界條件必須維持下去,輕易斷了條件反應馬上就停。除非達到太陽那樣的恆星級別質量,強大的引力會始終保持太陽核心處於超高壓高溫以促使聚變反應不斷進行。但是地球上是不會出現這種情況的。如果核聚變真的做到效率可控的話,是不用擔心安全問題的。至多是失去磁場束縛的高溫等離子體會把周邊燒一燒,但破壞力遠達不到核爆的規模。

那麼具體的技術問題呢,主要出在幾個方面。一當然是可控性。因為要達到一個高溫高壓的臨界狀態去引發聚變,地球上是沒有物質能承受如此高溫的,需要依賴強磁場去束縛高溫等離子體。這方面大體就是這麼個概念,具體技術得問專業搞這個的。

至於其他方面,光有核電也只能滿足電力需求。目前還沒有配套的電池技術能取代汽車。充電的幾十分鐘始終還是不比加油那幾十秒來得快。

當然,高效低耗的氘提取技術也是比較重要的。這個貌似其實已經很純熟了,但是我不懂所以我不亂說。

大概也就是這些吧。

西——————————撒——————————!

我知道我沒什麼nb的科學知識給你們看,就發個圖逗b活躍氣氛好了。

衷心感謝能一路耐心讀到這破回答結尾的諸位。


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