人类终极幻想“可控核聚变”将来会替代石油成为汽车动力来源吗?

Andy

前瞻经济学人

“能源”是驱动文明进步的重要基石,在如今我们生活的时代处处离不开“能源”,水、电、油、矿物一直伴随着时代的成长,很难想象人类如果失去“能源”会怎样。在地球孕育的原始能源中,石油可以说是最为重要的矿物资源,它的存在驱动了工业发展,带动人类文明不断向前,然而石油耗尽的焦虑也影响着全世界所有人,多数主要产油国的石油储备量,仅够未来数十年的使用,因此汽车厂商不断研发各种新能源汽车试图替代传统燃油汽车,目前现阶段市面上研发销售的大多为混动,电动,燃料电池汽车等等,但还有存在想象中的新能源车汽车正等着人类探索,比如可控核聚变等。

其实关于新能源,人类目前探索到的终极幻想是“可控核聚变”方式,核聚变直接以物质为燃料,相对来说核资源是非常充沛的,1公斤氢同位素能产生接近1亿度电的能量。地球一升海水中具有的氘聚变释放的能量相当于将近300升汽油,而地球海水14.5亿立方千米,仅海水中的氢同位素,就足够人类使用数百亿年之久。而且辐射很少,一旦故障就无法持续,可以说是清洁、安全的能源。

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。

我们的知道宇宙中的恒星的能量是来源于其内部连续的核聚变反应,宇宙从大爆炸那一刻起,核聚变这一宇宙自然规律就一直存在着,它的能量是空前巨大的,也是取之不尽的清洁能源。如果人类能够实现核聚变的稳定控制,那人类将不会再为能源发愁,人类文明将实现跨越式的发展。

理论上,可控核聚变是可行的,想想看宇宙中的恒星,宇宙就像是一台巨大的控制器,它必须控制恒星在发生核聚变反应时始终处于连续稳定状态,不会影响到其他星球。但人类想实现核聚变可控,面临一个重大难题,那就是开启核聚变需要数十亿度的高温,如此高的温度,核聚变释放出的巨大能量会破坏其约束装置,因此想要将核聚变的能量约束起来,需要能耐得住几十亿度高温的材料,这对人类来说是巨大挑战。

可控核聚变技术如果成功,能源的利用方式会发生翻天覆地的变化,甚至可以彻底脱离原始矿物资源,那是一个崭新的时代来临,发电不需要再燃烧大量的煤,汽车也不再需要安装燃料补充系统,一颗小小的微型核反应堆足够一台车长久使用。但从目前的试验用的反应设备体积来看,磁约束和惯性约束,都是体积越大相对更有利于控制。单一做到汽车电池那么大似乎有点不现实, 因此,指望不烧油不充电的那一天难以到来。不过,如果人类真的能彻底掌握这一巨大能量,倒是可以替代火力发电厂和传统矿物能源,完全开启能源新时代。

可行性研究报告

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