地球上仅存几公斤氚,拿啥发展可控核聚变?中国嫦5创造世界奇迹

说宇宙寻真理 2024-05-20 20:54:56



一旦实现可控核聚变,那么全人类的生活将会发生质的飞跃,取之不尽的能源,加速度发展的科技,这些都将彻底实现。

可以下定论说,对于人类文明来说,可控核聚变才是实现文明阶级跨越的终极一环。

但俗话说:理想很丰满,但是现实很骨感。

众所周知,太阳之所以能够发光发热便是因为其体内每时每刻都在进行核聚变反应。但是太阳的光和热并不是永恒的,因为一旦太阳体内的氢元素被耗尽,那么太阳也将迎来生命的终点,而这一天大约会在50亿年后到来。

同样的原理,可控核聚变也需要使用大量的氢的同位素——氘和氚作为原始燃料,不过就目前地球上氚的含量来看,人类想长时间通过可控核聚变反应来发展,是很困难的,因为整个地球上氚的含量可能仅有几十公斤。

氚储量那么低,够核聚变用吗?

氢作为元素周期表的第一位,奠定了其原始元素的地位。氢共有三种同位素,分别是氕、氘和氚。三者在地球上的含量也依次递减。由于目前人类的发展水平还不足以能够掌控氕的核聚变,所以就算地球上有大量的氕也用不上,只能依赖于氘和氚。

关于氘的储量,人类也是不用愁的,因为在海洋中存在着几十亿万吨的氘,问题就出现在氚的储量问题上。

地球上氚的来源来自宇宙射线,简单来说就是,当宇宙射线射向地球的时候,虽然我们有磁场和大气层的保护,不会受到任何伤害,但是宇宙射线中能量极大的中子却和大气层中的其他元素产生了反应,由于这些中子强大的威力,大气层内的元素的原子核被击碎,其中有一部分裂片就形成了氚。

由于氚的来源纯靠外界,所以储备量本来就很低,但是偏偏氚这种元素的半衰期又很短,如此雪上加霜的条件,使得氚元素在地球上仅剩几十公斤。从这种结果来看,人类关于可控核聚变技术的发展貌似还没开始就结束了,但是事实真的如此吗?

人类已经完全掌握人工制氚的技术

由于地球上氚的储量确实少的可怜,作为可控核聚变的主要元素,这一局面严重影响了此项技术的发展。但是拥有探索精神的人类,却没有望而却步,如果没有天然的氚,那能不能人工制造氚呢?没想到人类真的做到了。

首先从地球上氚的来源看,如果想要人工制氚貌似还要人工制造宇宙射线。这显然是不可能的,先不说宇宙射线的威力过于强大,已经超出了人类科学技术的水平,就算人类真的制造出此等威力的射线,成本也太高了,所以人类只能另谋蹊径。

我们再回头看一下氚的形成过程,当宇宙射线攻击地球大气层时,将其中的氮-14原子击碎,其中的碎片便是氚。从这个原理出发,科学家就提出了一个猜想:自然界会不会有其他的元素,在受到低能量的射线袭击时,原子碎片也会变成氚。

这是一个很大胆的猜测,因为如果这个元素真的存在,那么不仅以后氚元素的含量不用愁了,成本也非常的低。

经过科学家们的不断实验,终于找到了这个元素,它就是锂-6原子。不过在实验过程中还有一个小插曲。虽然锂-6原子被低能量的中子轰击后会产生氚,但是成本依然很高。

不过好在很快科学家就想到了一个好办法,那就是在用氘和氚进行核聚变反应时,将锂-6原子放在反应装置中,让氘和氚反应时产生的能量去撞击锂-6原子。

科学家们发现,虽然一次可控核聚变反应损耗了一些氚,但是由于反应过程中的能量撞击了锂-6原子,所以科学家又重新获得了氚。

这是一个非常振奋人心的结果,因为新获得的氚能够进行下一次的可控核聚变反应,通过撞击锂-6原子,又会产生新的氚,如此循环下去,不仅成本非常低,而且还会拥有源源不断的氚。

关于氚储量低的难题就在此刻彻底解决了,人类将不再依赖自然界的氚,通过实现便可以获得无穷无尽的氚,这对整个人类文明的发展来看,是具有推动性的。

月球上巨大的氦-3储量才是惊喜

通过实验,人类已经彻底解决了自然界中氚储量过低的问题,人工合成的氚不仅能够填补人类可控核聚变过程中空缺,还大大的降低了成本,这无疑是令人振奋的。

但是从嫦娥五号探测任务带回的月球土壤数据来看,人类的可控核聚变技术或许可以更进一个阶梯,因为人类在月球表面发现了大量的——氦-3。

看到这里你会问,氦-3和可控核聚变的发展有什么关系呢?其实有很大的关系。因为通过氘和氚来进行可控核聚变反应是最传统的方法,可是通过进一步研究发现,在传统的可控核聚变反应中,通过氘和氚的反应会产生一些中子,如果科学家想要获得更加清洁的能源,那么这些中子需要被清除掉。

但是如果以氘、氚和氦-3作为可控核聚变的基础燃料,那么就可以获得更加清洁的能源,所以对于可控核聚变反应来讲,氦-3是非常完美的原材料。

相信很多朋友还会疑问,那就是既然氦-3那么完美,为什么科学家之前没有发现?其实氦-3和氚有一个共同的问题,那就是在地球上的储量极低,氦-3比氚还要低,而且科学家也没有找到人工合成氦-3方法。

所以这次嫦娥五号带来的月球富含氦-3的结论,可以说让人类的可控核聚变反应发热发展更近了一步。由于月球上的氦-3含量足足有上百万吨,所以一旦人类能够实现开采,那么今后的可控核聚变反应就不愁原材料了。

由此可见,人类探索月球的意义非常远大,而月球素来被认为是一个巨大的资源仓库,人类之所以乐此不疲的对月球进行探测,也是为了能够将这些宝贵的资源能够为我所用,实现文明阶级的跨越。

而在2030年,中国也将在月球启动溶洞计划——在月球完成一个地下研究基地和仓库,深度开发月球条件,探寻可用的月球资源。如果有一天人类能够彻底利用月球环境及资源,那么月球将会成为人类探索外太空的踏板,所以探索月球意义深远。

6 阅读:2837
评论列表
  • 2024-05-21 12:30

    氦三聚变条件更高,先把氘氚聚变走通吧

  • 2024-05-21 13:04

    想要吗,哈哈[得瑟]

  • 2024-05-21 13:07

    都说了,,不要动月球,,[呲牙笑][点赞]

  • 2024-05-21 16:52

    我点进来本来就是想来骂你的

  • 2024-05-21 17:12

    我认为异想天开,可控核聚变能不能实现都不知道,就在想燃料的问题

  • 2024-05-21 19:09

    Ai的发展才是开发月球资源的关键吧

  • 2024-05-21 13:05

    笑死了

说宇宙寻真理

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