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核聚变,或可成为能源解决新方案?

2021-06-02 10:38
陈述根本
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文/陈根

“得太阳所晒熟的美果,月亮所养成的宝物;……义人在上帝的国里,要发出光来,像太阳一样。”从圣经中的这段话,可以看出人们对太阳的崇敬之情。

太阳,距离地球大约9300万英里,其散发的能量使地球变成一个充满生命的世界。虽然仅有十亿分之一的太阳总能量传输到达地球,但太阳每秒向地球表面传递的能量相当于2018年所有发电站的总发电量。然而,像太阳一样产生能量是一件不容易的事情。

裂变原子,是产生能量的一种方法。将原子核凝聚起来可以获得大量的能量。而将原子核聚集在一起,能量会以热或者光的形式释放出来,由此产生核裂变。当一个原子被分裂时,就开始产生连锁反应,被分裂的原子会触发另一个原子产生分裂,以此往复。

陈根:核聚变,或可成为能源解决新方案?

核电站是收集原子分裂释放能量的一种方法,世界上最大的核电站是日本的柏崎刈羽核电站,它由7个核反应堆组成,最大发电能力大约是8000兆瓦,世界上最大的单个核反应堆是中国台山核电站的两座核反应堆之间的纽带,台山核电站的每个反应堆装机容量为1750兆瓦。

单个核反应堆比不受控制的核反应(例如原子弹爆炸)产生的能量小许多,现今,引爆一颗原子弹是所产生的能量相当于柏崎刈羽核电站半年的发电量。但是,核裂变往往容易产生核废料,因为裂变的原子通常不稳定,会产生辐射。更危险的是,核废料需要妥善储存许多年,一旦其泄露到环境中,就会带来不可估量的伤害。

核聚变是另一种类型的核反应。当两个较轻的原子结合成一个较重的原子时,失去的质量就会转化为能量。一般情况下,该过程产生能量而不产生核废料的反应。同时,聚变也会发生在太阳核心,每秒太阳将大约6亿吨的氢燃烧成大约5.96亿吨的氦,产生的能量相当于数万亿颗原子弹。

然而,在地球上实现核聚变是非常困难的,因为其只有在极端条件下才会发生,例如太阳的高温高压环境,迄今科学家还没有找到证明可控核聚变产生的能量比消耗更多的方法。

核聚变是一种具有广阔前景的能源解决方案,但人们很容易忽视头顶有一个巨大的核聚变反应堆——太阳。未来,随着太阳能效率地不断提高,有望捕捉到更多的太阳能,以此满足人类日常的能量需求。

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