能源是人類科技飛速發(fā)展的核心。 進(jìn)入科技時(shí)代以來，人類之所以取得如此迅速的進(jìn)步，與能源的快速發(fā)展密切相關(guān)。 正是因?yàn)槿祟愒谀茉捶矫娴牟粩嗤黄坪瓦M(jìn)步，科學(xué)技術(shù)才能突飛猛進(jìn)，超越地球進(jìn)入太空探索。
科學(xué)家們看到了能源對于人類文明的重要性，因此不斷研究探索新能源，希望讓人類文明保持高速發(fā)展，快速進(jìn)入星際文明。 然而，隨著人類文明的不斷進(jìn)步，能源的發(fā)展并沒有像技術(shù)那樣呈現(xiàn)出持續(xù)增長的格局。 尤其是近50年來，能源并沒有取得重大突破。
相信很多人都知道，人類在50年前就實(shí)現(xiàn)了載人登月。 阿波羅11號實(shí)現(xiàn)了載人登月物理資源網(wǎng)，這是一個(gè)偉大的壯舉。 50年前，人類之所以能夠?qū)崿F(xiàn)載人登月，就是因?yàn)槟茉捶矫娴闹卮笸黄疲沟酶匦偷娘w機(jī)能夠被送入太空。 但50年過去了，現(xiàn)在想要實(shí)現(xiàn)載人登月還需要面臨很多困難。
可以說，人類目前的登月技術(shù)相比50年前并沒有太大的進(jìn)步，基本上還是原地踏步。 為什么會這樣呢？ 原因并不是我們過去50年在能源方面沒有取得質(zhì)的突破。 人類進(jìn)入科技時(shí)代以來，一直在開發(fā)和研究化石能源。 事實(shí)上，化石能源的研究和應(yīng)用早在50年前就幾乎被顛覆了。
化石能源的潛力基本上已經(jīng)被挖掘到極致，很難進(jìn)一步突破。 正是能源限制阻礙了人類航天技術(shù)在過去50年里取得任何真正的突破。 如果我們想要進(jìn)入太空，我們?nèi)匀恍枰笮突鸺闹疲皇悄軌蜃杂傻剡M(jìn)出地球。
事實(shí)上，科學(xué)家在50年前就已經(jīng)認(rèn)識到化石能源的局限性。 如果人類不能突破化石能源的限制，開發(fā)出更強(qiáng)大的新能源，那么未來人類文明的發(fā)展步伐將會放緩，甚至可能倒退。 ，永遠(yuǎn)被困在地球上，無法成為星際文明。 最終資源將耗盡，人類文明將走向終結(jié)。
因此，50年前，科學(xué)家們開始了一項(xiàng)關(guān)系人類命運(yùn)的偉大能源研究，那就是可控核聚變。 關(guān)于核能，相信大家都知道核裂變和核聚變，二戰(zhàn)末期，美國向日本投放了兩顆原子彈，讓世界人民第一次看到了核能的恐怖。 隨后人類開始研究和探索核能。
核能的應(yīng)用有兩個(gè)方向，一是核裂變，二是核聚變。 核裂變是核能應(yīng)用的最低層次。 雖然它的威力強(qiáng)大，但是它也有很多副作用。 最大的副作用是強(qiáng)烈的核輻射。 核裂變的強(qiáng)大副作用使其不可能真正成為全民可用的能源。
核聚變則不同。 它是核能的先進(jìn)應(yīng)用模式。 它不僅能量水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過核裂變，而且還是一種非常清潔、穩(wěn)定的能源。 不會對環(huán)境造成任何污染。 很多人都知道太陽內(nèi)部的反應(yīng)是核聚變。 從恒星的威力，我們就可以看出核聚變的威力有多大。
科學(xué)家們也看到了核聚變對于人類文明快速發(fā)展的重要性，因此在50年前就開始了研究和探索。 當(dāng)時(shí)，許多科學(xué)家大膽宣稱，人類有望在50年內(nèi)實(shí)現(xiàn)可控核聚變技術(shù)，使其取代化石能源。 但現(xiàn)在50年過去了，可控核聚變實(shí)現(xiàn)了嗎？
估計(jì)很多人都知道，目前科學(xué)家研究的可控核聚變距離真正實(shí)現(xiàn)還很遙遠(yuǎn)。 只有進(jìn)入這個(gè)研究領(lǐng)域才知道實(shí)現(xiàn)起來有多么困難。 那么實(shí)現(xiàn)可控核聚變有多難呢？ 為什么科學(xué)家經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的研究探索仍然進(jìn)展緩慢？
核聚變對很多人來說似乎很簡單，因?yàn)樗娜剂鲜怯钪嬷写罅看嬖诘臍洹?恒星內(nèi)部核聚變的原料是氫，氫是宇宙和地球上普遍存在的物質(zhì)。 。 既然核聚變的原料是宇宙中普遍存在的氫，為什么恒星太陽那么容易發(fā)生，而我們卻很難實(shí)現(xiàn)呢？
其實(shí)說核聚變的燃料是氫并不是很準(zhǔn)確。 是的，氫確實(shí)是宇宙中普遍存在的物質(zhì)。 它取之不盡、用之不竭，也是核聚變所需的燃料。 然而，核聚變的燃料并不是我們所知的直接使用氫。 如果真是這樣的話，事情就簡單了。 要知道地球上最不可或缺的就是大量的海水，它可以分解無數(shù)的氫氣。
核聚變的燃料是氫的三種同位素，即氕、氘和氚。 氫的三種同位素中，氕含量最多，占99.98%，而氘則很少核裂變和核聚變，自然界中含量約為0.02%。 氚的半衰期為12.33年，因此很難在自然界中長期存在。
對于太陽來說，氘很容易達(dá)到聚變條件，但氘的含量很少，在太陽的褐矮星階段（大于13 MJ（木星質(zhì)量））就已經(jīng)達(dá)到聚變條件并燃盡，所以已經(jīng)到達(dá)了太陽的主序星。 在這個(gè)時(shí)代，一切燃燒的東西都是從氕開始的。 然而，氕的聚變是非常非常困難的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人類以現(xiàn)有技術(shù)所能探索的范圍。
所以科學(xué)家們正在走另一條路，那就是氘和氚的聚變反應(yīng)，但是實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)也是非常困難的。 需要滿足極高溫度和高壓的核心條件，而這個(gè)條件在恒星內(nèi)部自然很容易實(shí)現(xiàn)。 但人類要達(dá)到這樣的條件是非常困難的。
實(shí)現(xiàn)核聚變有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。 其中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是要達(dá)到幾千萬度的高溫，而且必須有一個(gè)容器能夠容納這樣的超高溫。 但目前我們還沒有任何可以承受幾千萬度以上溫度的容器。 我們目前最耐高溫的材料是五碳化鉭鉿（四碳化物）。 它的熔點(diǎn)為4215℃，但這連幾千萬度溫度的零頭都不到。
如果等人類科技發(fā)展到有這種耐高溫材料的地步才研究核聚變，可能幾百年都做不到。 要知道，材料技術(shù)的突破是非常困難的。 我們目前的耐高溫材料還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能承受超過幾千萬度的溫度。 需要數(shù)百年的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這已經(jīng)是一個(gè)非常理想的情況了。
難道沒有這種超高溫材料，可控核聚變就永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)嗎？ 當(dāng)然不是，科學(xué)家們想到了另一種方法，那就是通過磁場來控制。 磁場是一種非常神秘而強(qiáng)大的力量。 如果我們能夠掌握它，我們就能掌握自然的力量。 然而，我們對磁場的認(rèn)識和應(yīng)用還很薄弱。
科學(xué)家希望通過約束磁場來實(shí)現(xiàn)超高溫的誕生，比如利用產(chǎn)生磁場的變換電流來加熱其內(nèi)部循環(huán)的等離子體。 磁約束核聚變裝置也是科學(xué)家研究探索可控核聚變技術(shù)的主要方向。 雖然從理論上講，這個(gè)方向是正常的，但通過磁約束實(shí)現(xiàn)可控核聚變?nèi)匀淮嬖诤芏嗵魬?zhàn)。
雖然探索可控核團(tuán)聚的道路上會遇到很多困難，但人類想要擺脫地球的束縛，實(shí)現(xiàn)人類文明的延續(xù)和發(fā)展。 可控核聚變技術(shù)必須實(shí)現(xiàn)。 只有實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，才能徹底替代化石能源。 不使用化石能源，地球的生態(tài)污染問題就能得到解決，地球的生態(tài)也會慢慢恢復(fù)。 好轉(zhuǎn)。
可控核聚變只是解決環(huán)境污染問題的一小部分應(yīng)用。 它更重要的應(yīng)用是太空探索。 一旦實(shí)現(xiàn)可控核聚變，航天器的動力來源將會有質(zhì)的突破。 屆時(shí)，飛船的速度可能會初步實(shí)現(xiàn)亞光速飛行。 以這樣的速度，我們不僅可以初步走出太陽系，更重要的是，可以開采和利用太空中的資源。 人類將徹底擺脫地球資源枯竭的威脅，初步進(jìn)入星際時(shí)代。
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