中国“人造太阳”,人类“不可能任务”的现在进行时(4)

2024-06-15 来源:旧番剧
从效能的角度来看,1g氢的同位素完全聚变大约能释放出3.36*e^11焦耳能量,和8吨左右航空煤油(航空煤油的热值为42MJ/kg)的能量大致相当。也就是说,粗略计算的话,如果使用核聚变供能,长征七号火箭上燃料的重量只需要占到50g。而飞行器携带极小质量的能源就可以在宇宙中任意翱翔,是宇宙旅行实现的基本要求。

中国“人造太阳”,人类“不可能任务”的现在进行时


目前火箭基本都靠化学能产生动力,燃烧剂以煤油、酒精、偏二甲肼、液态氢等为主,然后用液态氧、四氧化二氮等等提供的氧化剂帮助燃烧。图源中国运载火箭技术研究院。
1964年,苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫提出了一种划分宇宙中文明等级的方法,标准是所掌握的能量的等级:
I型文明:掌握文明所在行星以及周围卫星能源的总和;
II型文明:掌握该文明所在的整个恒星系统(太阳系)的能源;
III型文明:掌握该文明所在的恒星系(银河系)里面所有的能源,并为其所用。
根据这个标准,很显然,目前人类连I型文明也没达到。而控制核聚变,正是人类触摸宇宙文明门槛的最低要求。
再退一步看,原始文明以万年为单位,农耕文明以千年为单位,机械文明以百年为单位,信息文明则以十年为单位,每一个文明的成功跃迁,都需要依靠超指数级别的能量和资源供给。如何在现有能源的大规模开采和利用只剩短短百年的前提下,保证文明不发生倒退?目前来看,可控核聚变是唯一的途径。

中国“人造太阳”,人类“不可能任务”的现在进行时


电影《流浪地球》中,推动地球流浪的动力便来自1万个核聚变发动机。

联合世界50%人口的大项目


不过,对于人类而言,作为一种产能方式,核聚变虽然近乎完美,却还是有一个缺点。那就是,实在太难掌控了!
原子弹试爆成功9年后,人类就掌控了核裂变的能量,并用于发电。而人类自1952年第一颗氢弹试爆成功开始,就踏上了可控核聚变的研究之路,可直到60多年后的现在,依然无法掌控这种巨大的能量之源。这难道是因为核聚变物理学家没有核裂变研究者们聪明吗?当然不是,实在是因为控制核聚变这件事太难。
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