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人类未来能源:由核裂变到核聚变

2019-06-25 08:26:02评论 董秀成 能源 财经

人类未来能源:由核裂变到核聚变

 

   人类社会生存和发展的元素之一是能量,没有能量的支撑,人类社会将面临无法想象的境地。人类社会的发展和进化过程,始终伴随着能量来源的演变和发展过程,也就是能源演变过程。

   人类社会从原始阶段到农业文明阶段,能源需求量不大,基本上依靠简单、肤浅的大自然资源,人类烧火、做饭和取暖主要来自薪柴,人类依靠简单、低级劳动从自然界直接获取这些能源。

   进入工业文明以后,由于大机器工业的建立,能源需求急剧增长,于是便开始大规模依靠煤炭,然后逐渐发展到石油和天然气,又逐渐开始利用核能、太阳能等能源。

   众所周知,煤炭、石油和天然气属于地球长期进化过程中积累起来的化石能源,这些能源是有限的、不可再生的,于是人类面临着一个严峻问题:人类社会未来将依靠什么能源?

   自从核物理迅速发展以来,核能利用问题将从理论逐渐走向实践。核能可以制造核武器这种大规模杀伤性武器,而且给人类社会留下大灾难的心理阴影,但核能又可以被人类和平利用,那就是利用核能发电而造福人类。

   1954年,前苏联投产世界上第一座核电站,这是人类和平利用核能的重要标志,自此世界核电事业迅速发展起来。

  中国核电发展属于后起之秀,国家规划要加大发展速度和规模,以改变长期以来形成的高度以来化石能源的能源结构。

  尽管在前苏联时期,爆发了切尔诺贝利核电泄露危机,但在全球范围内和平利用核能的势头没有减弱。

  在科技高度发达的日本,由于地震海啸引发的核泄漏危机爆发,再度引起人们对核能利用的担忧,但可以预计核能发展不会因此而停滞,核能依然是未来人类社会能源发展的重要方向之一。

   当今世界,人类利用核能还是基于核裂变原理,主要是用中子轰击铀235或钚239,使原子核产生裂变,释放出大量能量。

  但是,人类生存的这个地球上,核裂变材料也是十分有限的,核燃料缺乏、稀缺已经逐渐成为人类利用核能发电的瓶颈和制约因素。

   据一些专家估计,依照人类现行核电发展需要,地球上核裂变材料将用不到100年,于是科学家便开始将未来能源开发的视野伸向核聚变。

  另外,用作核裂变发电,核污染和核安全存在隐患,总是让人心里不踏实,一些国家明确表示要放弃发展核能发电。

   太阳是万源之源,太阳发出光和热似乎是无穷无尽的,尤其是人类发明明了氢弹,这让科学家意识到氢元素的核聚变反应会释放大量能量。

  据科学测算,一升水中所含有的氢的同位素—氘,发生核聚变反应所放出的能量相当于300升汽油燃烧的能量,以此推算,地球上存在的氘等聚变材料释放的能量可供人类使用超过亿万年。

人类充满着智慧,“车到山前必有路”,在人们普遍担忧能源危机之时,科学家们自然会去思考人类未来,其中核聚变研究已经持续半个世纪,预计在科学上会有突破,或许几十年以后,核聚变反应堆将面世,人类社会和平利用核能的前景十分广泛。

   核能发展将逐渐由核裂变走向核聚变,这是人类未来能源发展之光。所谓核聚变反应,就是在两个氢原子核充分接近时,彼此之间引力将使它们聚合在一起,与此同时而释放出大量能量。

   核电科学家的任务就是将这种理论上的过程变成现实,而人类社会正是在一次次科学技术进步过程逐渐演化的,科学理论变成社会实践恰恰是人类的智慧所在,因此没有必要怀疑人类的智慧。

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