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中國又啟動一重大工程,人類能源迎來新突破,石油危機或徹底消失

提到石油,人們首先想到的是黑乎乎的粘稠狀的液體,石油不僅可以提煉為汽油、柴油,也是眾多化學工業產品的原料,比如溶液、化肥、塑料等,石油在工業生產過程中起到關鍵作用,被譽為「工業的血液」,由於石油容易開採、運輸、佔用體積小,因此成為目前人類在使用的最重要的能源,沒有之一,雖然石油具有其他能源無法比擬的優點,但是石油的缺點也是非常明顯的,首先石油是一種污染性非常嚴重的能源,不管是從石油提煉的汽油、柴油,還是以石油為原料生產的化學產品,幾乎都存在污染的特性,因此把石油稱為一半天使一半魔鬼一點都不為過。

石油目前人類在使用的最重要的能源,被譽為「工業的血液

除此之外,石油還有一個非常致命的缺點,那就是它不是一種取之不盡用之不竭的能源,根據科學家估計,如果以目前人類消耗速度,石油只能夠支撐50年左右的時間,一旦石油枯竭,帶來的後果是非常嚴重的,路上的汽車沒有汽油跑不起來、糧食生產由於缺少化肥而欠收、失去「血液」的人類工業會瞬間癱瘓。為了面對可能到來的石油枯竭危機,人類在不斷積極開發替代石油的新能源, 比如風能、太陽能、可燃冰,但是到目前為止,這些新能源都不盡如人意,人類急需一種最大可能代替石油的實用型新能源。

世界最大太陽能發電站

就目前來看,未來最有可能取代石油成為主流的新能源應該是核能,核能是由人類研製核武器應用的核技術演變而來的,人類自從1945年爆炸成功第一顆原子彈之後,就開始進入核時代,後來核技術由軍用轉為民用,開始造福人類。目前人類利用核能建造無數個核電站,為人類源源不斷的提供電力,核能的大規模應用讓人類能源迎來了曙光。不過令人遺憾的是,目前人類建造的核電站幾乎都採用核裂變技術,人類要想真正的讓核能替換石油成為未來能源主流,那麼就必須掌握核聚變技術,那麼核裂變和核聚變有什麼區別呢?

核電站,目前人類的核電站都是採用核裂變方式

核裂變也叫做核分裂,主要是重的原子核變化為輕的原子核的一種核技術,原子彈採用的方式就是核裂變技術。核聚變又叫做核融合或者可控核聚變核技術,它的工作方式與核裂變恰恰相反,由質量較小的原子,通過一定的條件(比如超高溫超高壓),讓原子核發生相互聚合的作用,從而產生重原子核,氫彈就是採用核聚變技術。如果從等級來分的話,核裂變是核能一種比較低級的技術,會產生核廢料,污染相對較重,而且穩定性比相對較差。而核聚變技術,不僅放射性污染等問題可以忽略不計,更重要的是核聚變使用的氘直接從海水提取。

核裂變示意圖

核聚變示意圖

原子彈採用的核裂變技術,氫彈採用是核聚變技術,不過是不受控制的核聚變技術

根據科學家估計,一升海水包含30克氘,以30克氘為原料進行核聚變產生的能量相當於300升汽油燃燒產生的能量,換句話說,人類如果掌握了可控核聚變技術,那麼就相當於具備把一升海水變為一升汽油的能力,因此核聚變可以讓人類能源實現取之不盡,用之不竭的願望,是人類未來最理想的新能源。目前人類已經在氫彈上實現核聚變技術,但是那種核聚變是不受控制的技術,人類的目標是要掌握可以控制核聚變速度和規模的技術,只有這樣才能讓核聚變技術實現持續、平穩的能量輸出,才能為人類所用。

可控核聚變方式原來來源於海水中的氘,因此取之不盡,用之不竭

人類的核聚變技術最早在上世紀60年代就開始研究,經過半個世紀的發展已經取得很大進步,其中走在最前面的當屬於中國。2019年1月,中國一重大項目正式開工建設,這個項目就是核聚變主機關鍵系統綜合研究設施,這是人類掌握可控核聚變技術最重要也是最關鍵的一步,下一步中國將會進行超導磁體與偏濾器可控核聚變系統的攻克工作,一旦成功那麼世界上第一座核聚變工程實驗堆將會被建成。未來中國在可控核聚變領域計劃是這樣的:2021年建成世界上第一座核聚變電站,2025年進入核聚變電站進入試驗階段,2035年核聚變電站正式投入使用,2050年實現大規模商用。如果這個計劃實現,那麼中國將會成為世界上第一個掌握並且應用核聚變技術的國家,這將會為人類解決石油危機、能源短缺,讓人類實現可持續發現做出巨大貢獻。

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