可控核聚变如果实现了的话,人类都会受到哪些影响?

2024-05-15

1. 可控核聚变如果实现了的话,人类都会受到哪些影响?

事实上,这项技术对我们还有很多好处。它可以帮助解决能源危机。这是我们地球上最大的困难。化石燃料可以为地球提供丰富的能源,但这种能源不是可持续的。如果这种能量消失,人类社会将陷入危机。科学家们很担心这件事,一直想找到替代品,这种技术就是其中之一。世界上已经有核电站,但核电站发展太危险,稍有差错就会发生泄漏,这对人类来说是非常强的放射性,会对身体造成很大的伤害。我相信大家都已经知道,像在日本发生的事件一样,核电站泄漏的话,人类将会经历巨大的危机,这会严重影响我们的生活环境。

但是我们要说的这种技术是不同的。这项技术对人类没有丝毫威胁,没有任何放射性,可以说是对人类有益的事情。但是实现这种技术太难了。根据我们的科学发展,根本没有办法实现。但是这项技术在地球上普及的话,将有助于解决地球面临的各种危机。事实上,随着科学技术的发展和进步,实现这项工作也是有可能的。毕竟时代已经不同了,科学正在迅速发展。这项技术实现后,我们的社会将变得更加文明,不必担心各种能源中断。

这将进入我们上面提到的“天堂时代”。因为核聚变的温度在千万度以上,所以在这种状态下,所有原子都成为等离子体状态,核聚变条件不仅是高温,等离子体的密度也足够大,维持时间足够长,才能发生自尊的核聚变反应。这样,只有太阳这样的恒星具备这样的自然条件,才能不断地释放巨大的光和热。恒星可以依靠自身巨大的质量和重力捆绑等离子体,进行持续高温的核聚变。人工控制核聚变的困难人工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不能有像星星一样大的重力来约束高温等离子体。

研究可控聚变的有效方法是磁约束和激光惯性约束等方案,国际和国内都开始了多种可控热核聚变实验用反应堆的研究,但仍存在较大的技术挑战,乐观地估计到商业应用还需要数十年。如果人类突破核聚变关口,世界将会发生什么变化?一旦人类突破可控核聚变,地球上的能源危机自然就不复存在了。石油等碳基能源燃烧产生的温室效应也得到有效控制。一些科学家对文明的等级也是以能源的利用为标准。所以,一旦人类实现控制核聚变,就可以利用装载核聚变引擎的飞船实现星际旅行的目的,寻找更多的资源,探索星空秘密。我们的旅程是星辰大海。

可控核聚变如果实现了的话,人类都会受到哪些影响?

2. 可控核聚变如果实现了,人类社会会有什么变化?

如果可控核聚变实现了,人类可能会更加谨小慎微地使用能量,因为我们的文明还不足以逃脱地球生态的自然选择,破坏地球的平衡意味着灾难甚至是灭亡。



如果能达到卡尔达肖夫指数的2级文明(2级文明能够利用行星所围绕的恒星所有的能量),但实际上我们离达到1级文明(1级文明能够利用行星的所有可用能量)还有几百年。核聚变如何释放能量聚变产生的能量来源于两个轻的原子核融合为一个重原子核时产生一点点的质量亏损,而这损失的一点点物质会变成巨大的能量释放出来,释放的能量是光速的平方倍(质能方程E=m*C^2)。



由于原子核都带正电,互相之间有静电斥力,在一般条件下核聚变是不会发生,只有在超高温、超高压的条件下才会发生。这样说小伙伴们可能很难想象核聚变的困难程度,目前人类已知熔点最高的钨只有3000多度,而核聚变想要发生温度需要达到数千万摄氏度,所以氢弹都是用原子弹引爆的,先通过裂变达到聚变的条件,再通过聚变放出更大的能量。



1968年苏联公布了一种基于托卡马克构型的磁约束核聚变装置,其内部的燃料可以达到惊人的800万度。



把核聚变燃料做成等离子体(即原子核和电子分离都可以自由流动),再用超强磁场约束等离子体,让它们悬空高速旋转而不跟容器直接接触就不会烧穿容器。点火时采用惯性激光约束点火,即点火时先把聚变燃料放在一个弹丸内部,再用很多束超强激光照射弹丸瞬间达到高温,弹丸外壁蒸发掉并把核燃料向内挤压。



自此,各国都开始纷纷建造自己的托卡马克装置,磁约束核聚变才开始走向研究正规。托卡马克装置的最大难题是惯性激光约束点火和磁约束相互矛盾聚变燃料如果处于静止,就很难不把容器烧穿;如果处于运动中,聚焦点火又变得困难。这就是可控核聚变难度如此大的原因。目前最先进的超导托卡马克装置核聚变持续时间也只能达到分钟量级。



由35个国家合作在法国南部建造的世界最大的托卡马克磁聚变项目ITER,集成和组装超过一百万个组件(一千万个零件),ITER建设始于2013年,2015年建造成本已超过140亿美元,预计将在2021年完成建设阶段,并与2025年开始等离子体实验,2035年开始进行全氘 - 氚聚变实验。



通俗一些讲就是到目前为止人类依然在可控核聚变的门槛外徘徊,似乎一只脚已经跳到门槛里,但距离真正的可控核聚变一直都还有50年(冻住了)。综上所述,核聚变很难实现小型化,只能转化为电能、热能等形式向外输送。耗费这么大人力、物力、财力、产地的工程所产生的电可能会比现在的电更便宜吗?但它确实可以永久性地解决地球上的能源问题,因为核聚变不会像裂变那样产生辐射。为什么过度使用能源会破坏地球的平衡导致灾难甚至是灭亡更多的能量,就意味着更多的高温和低温,这样会导致地球不可控的升温,虽然地球也在不断地向外散发热量,但地球还有大气层保温。



这种影响就像25亿年前能释放氧气的生物快速生产从而导致氧气大灾难一样。地球的环境要保持有序,从根本上说,还要保证“熵”不至于太大。所以,在获得大量能源的同时,还需要提高地球的散热能力,或者减少太阳的辐射输入。

“熵”是一个抽象的通过运算推导出来的量,其物理意义代表系统的无序程度。比如:蜡烛燃烧、冰块融化、酒精挥发、食物糜烂等都是熵增加的过程。而与之相反的过程是熵减。举个例子:火力发电过程是:燃料化学能→蒸汽热能→机械能→电能,通俗一些讲就是燃料的燃烧产生热能来加热水,然后再由水蒸气推动发电机来发电。在在这个过程中,热能转换成电能的效率只能达到39%左右(燃油汽车的转换效率不到30%)。



其中有相当一部分的能量在转换的过程中被耗散掉了,变成了震动、噪音、热辐射等等,这部分在转换过程中耗散的、无法再利用的能量就是“熵”。总结由此可见,文明的发展除了解决能源问题之外,还要寻求与我们赖以生存的地球和谐相处之道,至少至今我们还未找到适宜人类生存的第二家园。



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3. 如果人类能够完成可控核聚变的研究,可以应用在哪些方面呢?

核聚变主要应用的地方是武器,以及能源上,还可以使用在航空领域,以及潜艇方面。

什么是可控核聚变?
可控核聚变的必要标准非常严格。太阳依靠核聚变反应为太阳系产生光和热,其核心温度达到1500万摄氏度。此外还有很大的工作压力可以使核聚变的所有正常反射,而地球上没有很大的工作压力。只能根据温度的升高来填补,但温度需要达到数亿度。没有固体化学物质能承受核聚变的高温,只能依靠强大的电磁场来管束。从而形成磁管束核聚变。

什么是核聚变以及什么是核裂变?
核电厂和核弹是核裂变能的两种应用,两者之间的制度差异取决于链反应速率是否被操作。核电厂的主要设备是原子炉,相当于火力发电的加热炉,这里进行可控的链反应。原子炉有多种类型,根据裂变的中子动能可分为热中子堆和快中子堆。

可控核聚变又称人工合成太阳,因为太阳的基本原理是核聚变反应。核聚变反应的关键在于氢同位素。核聚变不易引起核裂变产生的长期高质量辐射,不会引起核废物处理,自然不会引起空气污染物,基本不会造成环境污染。众所周知,热核聚变是通过氢弹试验逐渐发生的。专家期待着创造和发明一种能够合理操作氢弹试验全过程的设备,使动能能够稳定输出。核能发电包括裂变能和聚变能。裂变能是重金属元素分子根据裂变释放出来的巨大动能,已经商业化。由于地球上裂变所需的铀等重金属元素稀缺,基本裂变核反应堆会引起寿命长、放射性物质强的核废物处理,限制了裂变能的发展趋势。另一种核能发电方式是目前尚未完成商业聚变能。

如果人类能够完成可控核聚变的研究,可以应用在哪些方面呢?

4. 如果可控核聚变成功了,人类是不是就能制造各种元素了

你好,两者并没有直接的联系。
 
广义的聚变指的是轻原子核通过核力结合成重原子核的过程,从这个意义上讲,人类制造各种元素早就在加速器上实现了,事实上周期表最后面的元素全是人工合成的。
 
当我们讲可控核聚变的时候,其实暗指宏观尺度的聚变反应,也就是不再满足于少数原子核的反应事例了。氢弹爆炸是目前唯一人工达成的正能量收益聚变反应,但显然,这不是一个可控的反应过程,不能炸到一半你让它停它就停,能量也不能简单和平利用。
 
如果你指的制造元素也是宏观量级并且可控的,那当然是需要可控核聚变成功的。但是,现在学术界所说的可控核聚变即使成功了,离你的这个要求还是相当遥远的。因为现在所指的可控核聚变所做的努力,仅仅局限在使氢同位素聚变反应放能,即使是这样,也是困难重重,你可以参考最近美国国家点火装置的相关新闻。
 
另外补充,不是从氢到铁,氢是宇宙大爆炸后冷却到原子核结合电子的阶段就形成了的,以及少量的氦,应该说从氦开始,主要由恒星演化形成。

5. 如果可控核聚变研究成功了的话,对人类会有多大的帮助?

我们每天都能接触到核聚变能,就是太阳能,人们还用不用火,关键看替代物,如果实现可控核聚变,火也许会被电完全替代。现代人们的生活离不开家电,火将远离人们的生活,如果实现可控核聚变,核电站发电成本非常低,电价将变得非常廉价,你还会用高价的燃气煮菜做饭吗?还会开燃油车吗?如果你非要说点个火压压惊,那么,你还可以用它。

可控核聚变是未来能源,一旦实现人类将无能源问题困扰。但点根烟这样的小事未必需要用核聚变产生的能量吧,火作为人类掌握的第一种能量利用方式,大概会被保留。如果可控核聚变成现实,很多行业会产生巨大的变革,例如汽车、电动车等,淘汰化石能源,希望能逐步取消各个地方的水力发电站,还自然生态一个真正的面目。居家采用核电做饭的可能性有点小,如果以小区为单位的有可能逐步实现,逐步变革家用核电。采用以核为主的电池可能代替很多很多现阶段的电池系统。

火是人类改造自然,走向文明的一个主要元素,其现实意义在很长一段时间内不可能改变其地位。火的获得简单实用,可能会伴随整个人类社会。从放射性来说,民用的东西还是会用火,吃火锅不能在炉子里放点放射性物质吧,家里炒菜不能铀235来提供能源吧。这个三十年后只有中国掌握的技术,到时候就是人民币的第一硬通基础,全世界人民都是中国供电局管理的客户。

人类利用可控核聚变是利用其热能发电,因此今后即使人类实现了核聚变但人类还是离不开明火,比如航天飞机和火箭的发射这种由液氧产生的高温明火产生的向上推力达到宇宙速度的能量是电能无法达到的,在民间人类依然会使用明火比如中国人喜欢明火爆抄的菜肴,西方人喜爱的火炭烤肉等等,原始的人类因为学会了使用火而加快了人类的进化,为此人类永远离不开火。

如果可控核聚变研究成功了的话,对人类会有多大的帮助?

6. 如果实现了可控核聚变,人类生活会有好的改变吗?

人类的科技会变得更加发达,但是人类的生活不一定会变好。可控核聚变是一种能源控制,能源是一个文明发展最重要的东西,可以说没了能源,人类发展的脚步就会停止。事实证明也是如此,自从核聚变被发现之后,人类的科技迅速发展,尖端科技进步十分的快。人类在短短百十年内就从地表跑到了月球上,甚至已经把人类的使者送出了太阳系,这些都是核能源带来的。

可是,核能源最初是用来发展军事的。实际上不止是核能源,任何一项新型的科技,都会被首先拿来发展军事,强化国家力量,然后才会选择性的放出来发展社会,发展经济,发展农业。看古代历史,青铜器大批量产出后,拥有刀枪棍棒的人就统治了国家。拥有火器火枪后,蒙古号称天生的战士,肆虐了中原上千年的铁骑,逐渐退出了历史的舞台。拥有核弹后,世界和平了。

可是在世界和平之前,是有一段霸权时期的。那个时候核聚变的技术只掌握在极少数人的手中,成为了威慑性的不可突破性的武器。真正的和平,是后来各国都拥有了这一技术,这一技术不再是某一个群体所独有的,多方制衡才让现在世界和平的,然而和平却是建立在核弹这种毁灭性武器上的,这种和平犹如发丝悬剑,十分危险。

顺理推测,如果实现了可控核聚变,那么人类的科技将是又一突破性的飞跃的发展。那么首先走在前面的一批人会怎么做?用来发展民生,还是发展武器?历史已经给了我们答案,肯定会有图谋不轨的人集中所有的力量来发展武力,从而为自己谋利,那么人类的社会稳定遭受了破坏,就算科技进步了,人们的生活环境却不一定会提高。

所以综合而言,科技虽然给人类带来了更好的生活,但是美好的生活从来就不是建立在科技基础之上的,而是建立在和平之上的。

7. 如果可控核聚变实现人类社会将会产生怎样的变化?

现代人类文明大约位于宇宙文明的0.7级,而可控核聚变的实现被视为第一宇宙文明实现的标志。

如果可控核聚变实现人类社会将会产生怎样的变化?

8. 什么叫做核聚变?人类在未来能否实现可控核聚变?

可控核聚变100年内肯定没有机会,1000年内很难说,1000年后可能会流行起来。然而,我们有一个可用的核聚变,在我们的头上,每天东方上升,西方下降,稳定和无故障,除了一些时间和地点有极端的夜晚,可以说世界没有死角覆盖,未来的能源必须是太阳能,这实际上很简单,如果人类愿意,明天就能做到。

沿撒哈拉制造一个超级星环-中东-塔克拉玛干-蒙古-白令海峡-北美路线,建立环形供电网络,沿线布置光伏电站,跨越各时区,实现24h稳定光伏发电(这绝对比火电更稳定),完全解决夜间光伏发电依赖储能的问题,加上当地风电核电和少量火电,一环完成二环,最多十环,可以实现全球稳定供电。当我们欣赏惊奇漫画电影《钢铁侠》耀眼的特效时,我们必须植入托尼·斯塔克的方舟反应堆给人留下了深刻的印象。

虽然方舟反应堆只是好莱坞编剧的想象力,但它的原理非常科学,它使用核聚变来产生能量。如果漫威粉丝能参观合肥中国科学院的等离子体,他们肯定会被东方超环吸引(EAST)由于东方超环,磁约束核聚变实验装置震惊(EAST),俗称人造太阳,是一种巨型太阳,直径11 米,直径8 米,重达400 吨方舟反应堆。

火最初是用来照明和烹饪食物来帮助我们的祖先抵御寒冷和野兽的。现在人们试图利用火焰的终极奥秘——核聚变来产生新能源。这个过程与太阳核的过程完全相同,太阳核已经存在了几十亿年。人类准备在地球上重建一个太阳。试验的最终目的是控制核聚变,使核聚变产生的能量能够缓解和可控输出,相当于驯服疯狂的绿巨人,供人类使用。