人類要多久才能做出鋼鐵俠裡的那麼小的核反應堆?

要達到鋼鐵俠那種程度的反應堆,估計人類文明已經接近第一宇宙文明等級了。就目前來說,人類的可控核聚變還沒能投入實際應用,更別提達到便攜式的程度了,恐怕要再過大半個世紀才有可能。

可控熱核聚變的前提有兩點:持續高溫(上億攝氏度)、持續反應(核原料不能斷)。為此人類設計出了託卡馬克裝置,用這個裝置來盛放電漿(等離子體),並且靠磁場來使得原料聚攏且懸浮。

但是比較遺憾,為了獲得最大化的能量約束時間,相對而言,託卡馬克的半徑R大比小好。可想而知,要把反應堆做成巴掌大,還能保持工作,難度可見一斑。

所以說,史塔克絕對是個跨世紀的天才,三下五除二就能設計且造出了小型化的核聚變反應堆。(漫畫裡稱為方舟反應堆)

人類要多久才能做出鋼鐵俠裡的那麼小的核反應堆?

怎麼儲存能量?

鋼鐵俠的核聚變裝置辣麼小,釋放出來的能量儲存在哪裡呢?這是個難題。雖然核聚變是可控的,你加溫加壓才會開始,失去這個條件就會停止。很顯然鋼鐵俠那個裝置是一直開著的。

而我們目前的技術,沒發讓在短時間把那麼多能量通過其他的方式儲存起來。這一種技術實現之前,首先會應用在航天器或者運輸設備上。比如把汽車火車的動能轉換為電能來減速,減少能耗。或者在航天器返回大氣的時候,利用與空氣的碰撞來發電儲存,從而是的航天器可以慢慢進入大氣,不再需要厚重的隔熱層。

目前還沒有什麼裝置可以以如此的效率儲存能量。

人類要多久才能做出鋼鐵俠裡的那麼小的核反應堆?

怎麼啟動?

核聚變通常用氘,在一定條件下,如超高溫和高壓條件,讓核外電子擺脫原子核的束縛,讓兩個原子核能夠互相吸引而碰撞到一起,發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,如氦。中子不帶電,因此也能夠在這個碰撞過程中逃離原子核的束縛而釋放出來,大量電子和中子的釋放所表現出來的就是巨大的能量釋放。

二電影中很顯然,不是採用直接的高溫高壓,也許是很少的粒子加速到一定程度來啟動核聚變,屬於冷聚變。

目前人類還沒能力製造出那麼小,還能啟動聚變的裝置。

人類要多久才能做出鋼鐵俠裡的那麼小的核反應堆?

怎麼防輻射?

雖然原料和產物沒有輻射,都是很安全的。但是人家還會釋放出穿透力很強的電磁波和中子。電磁波還好說,用超導約束住就可以。中子你拿什麼去搞?

但是目前我們還沒發實現核聚變穩定發發電。樂觀估計,至少五十年核聚變才趨向成熟。再過一百年,也許會有像鋼鐵俠那樣的小型核聚變裝置。

目前人類可控核聚變雖取得一定進步,但距離持續、安全供能仍有很長的路要走,更何況是如此微型化的聚變堆!裂變堆至今已經超過五十年了,但拳頭大的裂變堆也是難上加難,何況是工作條件更為苛刻的聚變堆。

雖難但科技無疆界,終有一日別說是鋼鐵俠,即便是神話中的種種仙術,我們也能以科技手段實現!大家想想,二千年前,手持打火機,一按出火,不是仙術是什麼?


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