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1 # 張家小智兒
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2 # 科學日記
從人類更長遠的利益來看,無論是從原料的儲量還是能效,毫無疑問核聚變對於人類的能源需求意義更大。核能是人類未來最有希望的能源之一,人類開發核能的途徑主要有兩條,一是透過重元素的裂變,二是透過輕元素的聚變。
從儲量上才來說,核裂變的原料鈾是十分有限的,在陸地上的鈾儲量不超過五百萬噸,這樣的儲量,可能幾十年就被開採完了。在海洋中溶解有一定的鈾,每一千噸海水中約含有3克的鈾,如果把海水中的鈾全部提取出來,能滿足人類幾萬年的能源需求,但是提取困難,對於現實意義不大。
核聚變的主要燃料來源於海水中的一些輕元素氘和氚,這些元素的儲量比較豐富,在海水中,每升可提取出0.03克的氘,海水的總體積為13億立方公里,一共含有幾億億千克的的氘,這樣多的儲量利用核聚變釋放出來的能量能滿足人類百億年的能源需求,另外還有月球上的氦-3也是核聚變的燃料,月球上的氦-3有幾百萬噸,這些氦-3釋放出來的能量,夠人類使用幾千年。
從能量釋放情況來看,一公斤鈾釋放出來的能量相當於燃燒2500噸優質煤釋放出來的能量,而一公斤氘釋放出來的能量相當於燃燒一萬噸優質煤,但目前人類還不能實現長時間的可控核聚變,所以核聚變還沒有應用在人類生活上。
另外相對於核裂變,核聚變不會產生高階的核廢料,不會對大氣環境構成汙染,但是人類的科技技術水平有限,還沒有完全掌握可控核聚變,所以目前人類還只是依靠核裂變來發電供人類使用。但是,無可否認,未來核聚變肯定是人類的最佳能源之選。
目前來說是核裂變,因為核聚變尚未實現可控,但未來一定是核聚變的天下。
首先,核裂變的原料是放射性重元素。這些元素只有在某些極端條件下,如超新星爆發時能夠被製造出來,在宇宙中的丰度是很低的,在地球上的儲量也是很少的。因此,雖說核電廠的燃料投資少,但核燃料本身的價格仍然十分昂貴。並且這種能源在可以預見的將來就會有枯竭的風險。
其次,核裂變產物一般也有放射性,因此,核廢料的處理就成為了一件麻煩的事情。但核聚變就沒有這些問題。核聚變需要的重氫、超重氫在地球上的儲量驚人!一旦可控核聚變技術成熟到足以使用氫元素,那就是正兒八經的人造太陽了,能源危機幾乎可以說是解決了。
除此之外,一般而言,核聚變釋放出的能量比核裂變要多的多。這也是為什麼一般來說氫彈比原子彈威力大的原因。一旦可控核聚變成功實現,人類將獲得比現有核電廠能量密度更高的能源。因此,核聚變對滿足人類能源需求意義更大。當然了,這個前提是核聚變能夠成功可控。
因此,目前由於可控核聚變還沒有完美實現,似乎核裂變的意義更大一些。但將來可控核聚變實現以後,一定是核聚變的意義更大。
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