若可控核聚变成为现实,世界将会变成什么样子?科学家给出答案 热点评
2023-03-26 09:56:39 来源:星空承载梦想

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根据科学家的研究我们能够知道,地球是太阳系中的一颗行星,在太阳系中一共有八大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,在海王星的外面还有一颗冥王星,曾经冥王星也属于一颗行星,但是后来科学家认为冥王星的体积和质量都太小了,于是就将冥王星踢出了行星的行列,在太阳系的八大行星当中,目前只有地球这颗行星诞生了生命,生命的出现给地球这颗行星增添了很多色彩,尤其是人类出现以后,解开了世界上很多的奥秘,根据科学家的研究得出,太阳的质量占到了太阳系总质量的百分之99.86,剩下的八大行星和其它物质占到了太阳系总质量的百分之0.14,从占比上我们就能够看出太阳的质量非常大。

太阳诞生于50亿年前,到现在为止,太阳已经燃烧了50亿年之久,科学家通过计算得出,太阳的寿命还剩下50亿年,看到这里,可能很多朋友会产生一个疑问,就是太阳为什么能够燃烧这么长时间?一直以来,很多人都认为我们的太阳燃烧和地球上的燃烧是没有区别的,在爱因斯坦的质能方程式没有出来之前,人类怎么都想不明白为什么太阳能够燃烧这么长时间,当质能方程式出现以后,人类才明白太阳其实并不是燃烧,而是内部核聚变的反应,核聚变反应主要是燃烧氢,在太阳的内部 充满着大量的氢,它充当了核聚变的燃料,能够让太阳一直燃烧下去。

这种核聚变反应在50亿年前就形成了,在太阳还没有成型之前,大量的物质都开始朝中心聚集,当它的质量达到一定程度时,由于高温和高压的作用,太阳内部就会激活核聚变反应,从此太阳就诞生了,在太阳的总质量中,氢元素占据了百分之70左右,核聚变反应就是氢元素转化为氦元素的过程,不过科学家经过研究发现,想要发生氢核聚变需要一定的条件,而太阳内部的高温和高压正好能够满足这种条件,核聚变在太阳中的运作方式是将普通的氢原子熔合成氦-4,并且在这个过程中释放出能量来,根据科学家的研究我们能够知道,核聚变只有当产物的质量小于反应物的质量时才会释放出能量。


【资料图】

尽管氦-4是由两个质子和两个中子组成的,但是这些原子和是结合在一起的,这意味着它们整体的质量比单个部分的质量要轻,事实上,氦-4不仅比两个质子和两个中子氢,而且它还比四个单独的质子轻,最终四个质子会反应生成一个氦原子核,科学家经过研究发现,太阳每秒钟要消耗420万吨的质量,这部分质量会以能量的形式释放出来,太阳到现在已经燃烧了46以年,根据计算得出,太阳已经消耗了6*10^23吨质量,地球的质量只有5.965*10^21吨,相当于消耗了10个地球的质量,不过这对于太阳来说微不足道,毕竟太阳的质量非常大,它的总质量达到了1.9891*10^27吨,消耗掉的质量只有百分之0.03。

一般来说太阳内部的4个氢原子核聚变成一个氦原子,其质量会亏损0.0276个单位,相当于一克氢会亏损0.0069个单位,这些亏损的质量会转化为能量释放出去,然后被其它天体吸收,不过从本质上来说,太阳不可能一直释放能量,因为总有一天太阳内部的氢元素会被消耗完,到时候太阳内部的核心区域温度和压强就无法启动氦原子核的核聚变,这个时候辐射压力就会下降,太阳内部的平衡就会被打破,然后太阳的体积就会开始收缩,这会引发两种结果,第一种是质子-质子链反应的反应速率会出现提升,原因就是核聚变反应的速率对温度非常敏感。

温度只要稍微提升一点,其反应速率就会出现明显的提升,第二种情况,核心反应区的边界会向外扩张,之所以会这样,是因为核聚变反应区在整体上的温度和压强都升高了,这会导致一部分原本处于核心反应区之外、从来没有发生过核聚变的氢原子核参与核聚变,在这种情况下,太阳的亮度就会增加,释放的热量也会增加,随之太阳的体积也会增加,到时候太阳会变成一颗红巨星,吞噬水星、金星、地球的轨道,最终在引力的作用下,太阳会变成一颗白矮星,不过对于人类来说,太阳的寿命至少还有40亿年左右,所以我们现在还不需要诞生太阳寿命终结的时候。

科学家经过研究发现,太阳的能源对于人类来说是取之不尽用之不竭的,所以现在科学家也在积极的研究可控核聚变,可控核聚变是一种无限的、清洁的、安全的新能源,从上个世纪50年代科学家就已经开始研究可控核聚变了,目前科学家面临最大的难题是,聚变反应消耗巨大的能量,如何让产生的能量超过消耗的能量,而且想要实现可控核聚变还需要一种稀有的能源,这种能源就是氦-3,在我们地球上也有氦-3,不过科学家经过研究得出,地球上氦-3的储量是非常稀少的,氦只有氦-3和氦-4这两种同位素,在地球所有的氦中,氦-3所占的比例只有百分之0.000137。

所以说这种气体是非常珍贵的,目前科学家发现,地球上的氦-3正在从海底不断的释放出来,根据计算地球每年大约有2000颗氦-3会从地球内部逃逸,如果长久的发展下去,地球上的氦-3可能会全部消失,科学家通过研究得出,地球上的氦-3主要来源有两个,一个是地球诞生之初形成的,还有一个来自于宇宙射线,而现在地球释放的氦-3就是地球诞生初期形成的,根据计算得出,现在地球内部至少保存着10^15克氦-3,不过现在科学家还无法将这些氦-3全部开采出来,除此之外,科学家在月球上还发现了大量的氦-3,而且储量大约是100万吨,这对于人类来说绝对是一个好消息。

如果未来人类真的能够实现可控核聚变,那么人类还需要前往月球去开采资源,毕竟地球上的氦-3是有限的,不过想要在月球上开采这种资源并不是一件容易的事情,毕竟月球环境和地球环境是不同的,想要在月球上开采能源,必须对月球进行改造,这样人类才能够利用月球上的氦-3,看到这里,可能很多朋友会产生一个疑问,如果未来人类真的能够实现可控核聚变,那么对人类的生活会有哪些影响呢?科学家认为,如果人类真的能够实现可控核聚变,那么对于农业的发展来说有很大作用,那些原本不适合粮食生产的海边将会出现一栋栋无土栽培的大楼,合成化肥关键的能源问题就可以得到彻底的解决。

这样会使得粮食的产量大幅度增加,世界各地的人都能够吃上饱饭,除了农业发展之外,工业发展也会带来很大的改变,由于能源充足而且成本很低,这使得很多工业活动的成本也变得很低,比如说熔炼金属,分解矿物和交通运输等等,这些活动成本可能仅仅剩下人工成本和时间成本,由于工业原料的价格降低,所以会使得工业成品价格下降,更多的大型机械设备开采矿物或进行一些其它工业活动,这样循环下去,一个普通人就能够用极低的成本完全之前的工业生产,对于人类来说这些都是有利于人类发展的方法。

更重要的是,可控核聚变对于地球环境来说能够得到一定的改善,现在人类对于地球环境的污染非常严重,自从人类进入工业革命之后,人类科技发展的速度越来越快,同时也给地球环境带来了污染,大量的二氧化碳排放在空气中,不仅仅污染了天空还污染了环境,大量的废水污染了海洋生物,也污染了地球的水资源,现在地球温度持续升高,全球变暖越来越严重,如果人类不赶紧解决,未来人类可能会因为环境恶劣而灭亡,如果核聚变全面普及之后,低廉成本会让一些大型户外空气净化装置成为现实,而且每家每户都能够按照空气净化器,到时候整个世界将会处于一个巨大的气候调节器中,这会让地球环境得到改善。

可控核聚变如果实现,人类将不再依赖传统的能源,目前人类依赖于石油、天然气、煤炭等等,但是这些能源远不及可控核聚变产生的能量,所以到时候这些传统能源就会被淘汰,可控核聚变就类似于一个小型太阳,人类能够利用太阳的能源,这将是人类科技历史上的一次伟大的创新,不过想要实现可控核聚变并不是一件容易的事情,从人类提出可控核聚变到现在已经过去了几十年的时间,现在可控核聚变还处于起步阶段,人类什么时候才能够真正的实现可控核聚变,现在科学家也无法给出准确的答案。

科学家认为,人类如果能够实现可控核聚变,那么人类就能够达到一级文明,早在上世纪60年代,著名的科学家卡尔达舍夫就建立了严密的宇宙文明等级制度,将宇宙中所有的文明划分为三个等级,一级文明就是能够利用本星球上所有的资源,二级文明就是能够利用本恒星系中所有的资源,三级文明就是能够利用银河系中所有的资源,四级文明就是能够利用宇宙中所有的资源,目前人类文明的等级还不到1级文明,只能够算0.7级文明,等到人类实现可控核聚变之后,人类才能够到达一级文明,当人类达到一级文明以后,人类就能够飞出太阳系,探索太阳系之外的奥秘。

曾经在46年前,科学家向太阳系外发射了旅行者1号和2号探测器,发射这两个探测器的目的就是为了让它飞出太阳系,探索太阳系之外的奥秘,不过这么多年过去了,旅行者1号和2号并没有飞出太阳系,科学家经过计算得出,按照旅行者1号和2号的飞行速度来看,想要完全飞出太阳系至少需要上万年的时间,对于人类来说,上万年的时间实在是太漫长了,所以人类必须提升自己的飞行速度,只要人类的飞行速度能够达到亚光速飞行,人类飞出太阳系就不是难题,说到底,人类的飞行速度有限,是因为动力不够,依靠普通的能源想要提升飞船的速度几乎不可能,所以科学家想要将核聚变的能量利用在飞船上,让飞船的速度大幅度提升。

可控核聚变已经成为人类未来科技发展的趋势,虽然现在人类还无法实现可控核聚变,但是随着人类科技的进步,人类未来一定能够实现可控核聚变,到时候我们的世界会发生翻天覆地的变化,小编认为,人类作为地球上最有智慧的生命,从诞生以后就开始不断的探索世界的奥秘,现在人类已经对世界有了一定的认知,不过在宇宙中还隐藏着很多我们不知道的奥秘,这些奥秘都在等待人类去探索,小编认为,只要人类能够坚持不懈的努力下去,人类一定能够解开宇宙中所有的奥秘,同时能够走出太阳系,探索更加遥远的宇宙空间。

宇宙到底有多大?在宇宙中是不是还存在其它的生命?这是人类走出地球之后一直都在寻找的答案,目前人类也正在朝着这个目标前进,而实现可控核聚变是人类完成梦想的第一步,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,能够将自己的文明永远的流传下去,对此,大家有什么想说的吗?

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