可控核聚变是一种充满潜力的清洁能源。
那么核聚变的过程是怎样的呢?在科学家眼中,核聚变又发挥着什么样的作用呢?如果人类成功驯服了这一强大的能源,那么未来又将是怎样的呢?人类可控核聚变的研究也取得了一定的进展,那么若达到最佳状态,那么用100克核燃料,能够让一辆汽车跑多远呢?而100克又有多重呢?不妨跟随小编,一起来探索一下可控核聚变这一清洁能源发展进程,以及它背后代表着怎样的未来。
可控核聚变。
可控核聚变顾名思义就是对氢这种轻原子进行控制,使其结合为氦这种重原子并使其有效控制以安全方式输出能量。
不可控核聚变向外释放的大爆炸能量难以驯服,但可控核聚变却只释放出其中一部分,这一部分的能量足以大规模人类使用,所以称之为可控。
那么研究的突破口就在氘—氚核聚变上,其中氘是氢的一种同位素,代表着质子数为1,质量数为2,正负电荷都和普通氢一样。
而氚是氢的另一种同位素,代表着质子数为1,质量数为3。
其核反应式为:氘氚核聚变=D+T→He+ n+4.8MeV,其中D为氘,T为氚。
He为氦,n为中子,4.8MeV就是能量。
当一个氘原子碰撞到一个氚原子后,两个原子核就会结合成一个重原子核,这个重原子核会有一定的激发能量以动能的形式呈现,当其超过某个临界值的时候,就会发生衰变,其一部分转化为质量损失的一部分能量,而剩下的一部分则转化为动能直接向外发射出不同类型的粒子。
这个反应过程就是实现可控核聚变的核心过程。
在氘氚反应中释放的能量是3种主要原子反应中最大的,所以目前科学家们主要集中在这一领域进行研究。
且要知道,当我们用氘和氚反应时,总体的质量减少了0.027%,而这部分质量便是转化为了能量。
那么抛开不计其它因素,仅就核燃料产生的能量来说,100克的氘氚核燃料在进行反应之后,会释放出63万亿焦耳的能量。
63万亿焦耳拥有什么样的威力呢?通过这些能量如果我们去驱动一辆汽车,那么这辆汽车可以行驶多少公里呢?由此可以得出结论:100克的氘氚核燃料释放出的63万亿焦耳能量,可以将一辆汽车行驶2300万公里。
此时你是否在想,一辆汽车到底行驶多少公里才算远呢?那么380公里已经算是非常远程旅行了,那么2300万公里又等于地球与太阳之间近乎240倍。
难道说这一能源是如此强大。
但事实上这仅仅是目前的一项计算,我们还面临着汽车动能之间各个环节所需消耗等现实。
现状与未来。
简单的换算当中并没有考虑到汽车实际在现实生活当中一系列动力转化等效率损耗的问题,而这些损耗会占据很大比例,并且我们如今汽车所使用的动力