生活中的用品千千万万,其中最重要的,非能源不可,能源在我们的生活中随处可见,小巧的电池中的电能;庞大的水电站收集的水能;使用最广泛的石油;哪怕是任何的物体中,都含有多多少少的内能。而今天的我们要介绍的主角,是一种目前无法普及运用的新能源,他就是人造太阳——可控核聚变
介绍
夏日中 ,拿着雪糕的我们总会看向散发着刺眼光芒的太阳,想着,为什么这太阳天天挂在这天天烧着呢?其实太阳之所以是个炙热的火球,就是因为其表面时时刻刻都在发生着这种核聚变,这种反应在太阳上已经持续了50亿年。可控核聚变俗称 人造太阳 ,因为太阳的原理就是核聚变反应。而核聚变需要的物质, 氘和氚 在海水中也是多的离谱,够我们用上上万年的了。而且太阳系中大量存在的氦3也是极佳的核聚变原料。当可控核聚变技术成熟后,石油自然也会 “退休” (不可能)。
困难
那为什么说可控核聚变目前无法普及运用呢?在物理学界有一个笑话,无论你啥时候问科研人员:还要多长时间能搞出可控核聚变啊?得到的回答都是:嗯…应该还要三四十年吧。四十年前是这个回答,四十年后还是这个回答。为了束约住在高温下变得暴躁的等离子态的氚和氘,必须需要用大量的电流形成巨大的磁场,根据具个原理,托卡马克问世了。虽然我国已经独立设计制造的世界首个全超导托克马克,运用超导材料不用担心电流过大使电路发热严重停止工作,但是制造巨大的磁场就会消耗大量的电能。因此从产生能量的效率来说,目前所有托克马克装置都是得不偿失的。我们一般把产生能量和消耗能量的比值称谓Q值,Q值必须大于一才有意义,仅仅大于一也不行,因为核聚变产生的只有五分之一的热量是能被利用的,在算上其他杂七杂八的,国际上公认的能量收支平衡点Q值必须大于十,成本要与传统的发电方式持平,起码Q值要达到30,想要普及,Q值最低要达到80.

本文介绍了可控核聚变作为潜在无限能源的可能性,解释了为何被誉为“人造太阳”。尽管核聚变拥有巨大的能量潜力和清洁的生成物,但目前面临的技术挑战,如托卡马克装置的高能耗问题,使得实现能量收支平衡的Q值成为关键。核聚变与核裂变的对比突显了前者在能量密度和环境影响上的优势。如果可控核聚变技术得以突破,将为人类提供宇宙级别的能源生产能力和迈向星际探索的重要步骤。
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