如果人类掌握可控核聚变技术

我想分以下几个步骤来回答:

什么是可控核聚变

核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变,这种反应在太阳上已经持续了50亿年。

如果人类掌握可控核聚变技术图1

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。人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置,可以有效控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出。

如果人类掌握可控核聚变技术图2

如果前提成立,答案是肯定的

由于目前人类尚未掌握可控核聚变技术,所以在掌握该技术前提下的所有讨论,只能算是推测或者幻想。首先明确这个判断。

科幻小说中曾经按照对能源的掌握程度对文明的等级进行了划分,大致入下:

  1. 自然能→原始文明=能间接使用太阳能,掌握薪材能源,制造火源。
  2. 生物能→奴隶文明,封建文明=有手工业作坊,能利用畜力水力进行生产活动。
  3. 化学能,电能→工业文明=建立工厂,掌握化学元素周期律,利用化学能进行生产生活。
  4. 核裂变能→准太空文明=我们目前处于准太空文明阶段,掌握化学动力引擎,核裂变引擎。建立核裂变电站,能登陆附属卫星,并建立宇宙港。
  5. 核聚变能→太空文明=可能在未来一百年实现,掌握核聚变电站技术,有核聚变引擎,登陆本恒星系其他行星,建立殖民基地,势力范围最大可以到恒星系边缘。
  6. 反物质能→星际文明=即掌握能进行跨恒星旅行的技术,代表为质量转化推进引擎(达到最低要求的百分之一光速),反物质引擎(近光速甚至光速)。能在外恒星系建立基地。完全掌握质量与能量转化的公式。
  7. 时空技术→河际文明=能进行河系间飞行,如从银河系到仙女系。从这里开始能量物理不再是硬性指标,而是空间物理,拥有时空跃迁技术,虫洞制造技术,能源不再限于反物质,还能利用宇宙间无穷无尽的真空势能。

这样看来,掌握可控核聚变技术,并不是某个团体或者某个国家的大事,绝对是全人类的重大进步。有了这种几乎取之不尽,用之不竭的能源,人类文明不止可以飞跃式发展,还很可能走出太阳系,将影响力扩展到银河系范围。

如果人类掌握可控核聚变技术图3

不过,这也仅仅是建立在尚未实现的前提下的科学幻想罢了。

可控核聚变的可能性与可行性

与科学幻想不同,可控核聚变经过科学家几十年的研究,至今没有什么实质性的进展。与很多其他的科学概念科学理论一样,反而随着研究的深入,越来越多的学者开始发表更多的悲观论调。

2017年。普林斯顿大学等离子体物理实验室的物理学家 Daniel Jassby 发表了一篇文章:

***/2017/04/fusion-reactors-not-what-theyre-cracked-up-to-be/

如果人类掌握可控核聚变技术图4

大概就是从几个方面反驳几十年来人们对于可控核聚变接近幻想的期待:

  1. 发电方式(Scaling down the sun),聚变反应需要大量附属设备维持,同时聚变反应需要的高能中子流会导致这些设备产生反射性。
  2. 氚的来源(Tritium fuel cannot be fully replenished),聚变燃料生产和提纯困难,无法持续稳定供应。
  3. 吸血鬼式的发电(Huge parasitic power consumption),引发并维持聚变所需要输入的能量甚至都要超过聚变能够输出的能量。
  4. 核废料和核辐射(Radiation damage and radioactive waste),聚变装置本身会成为潜在的危险核辐射源头,并最终成为核废料。
  5. 核扩散(Nuclear weapons proliferation),聚变设备可被用于生产核武器原料。
  6. 极端高昂的研究资金。

Daniel Jassby 试图通过自己 25 年的聚变实验经验来说明,可控核聚变发电并没有人们想象中的那么美好。

所以,各位老铁,你们觉得可控核聚变有何意义,前景又如何呢?

核技术的核心点是“可控”,而且看可控到什么程度。很多国家提倡“无核家园”,主要是现在的核技术产生的核污染还是严重,然而它又是现在最为有效的高效能源,所以其实更重点还是看可控到何种程度。

可控核聚变技术确实能改变人类的发展,但是能不能改变世界格局,这个就不一定了,世界格局的形成有很多因素,科学技术的发展的确是主要因素,但科学技术领域也不止能源技术,现在的人工智慧,太空技术等都可能成为改变格局的因素。

历史上对能源的使用是带来了格局变化,第一次工业革命的蒸汽机。第二次工业革命的燃气机,然而科学技术也是要变化的,一些更加新兴的更高高效的更加清洁的能源不是没有可能产生,大家都说未来是以电子科技发展为前沿,电子时代,所以改不改变格局不重要,重要的是科学技术要更快向前发展,更好的为人类服务。

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