當人類攻克了核聚變的大關之後,世界會發生什麼變化?

你所在


答:那還得看攻克的程度。如果說只是掌握了可控核聚變技術,那麼離替代傳統能源還差很遠,因為可控核聚變只是提供了能量來源途徑,諸如核聚變材料的提取,實際當中的應用也都存在眾多技術瓶頸。


如果說“攻克”指的是上面一系列問題都解決了,以至於火力發電廠和化石燃料都淘汰,甚至家用汽車、航天發動機等等都用上了可控核聚變,才是徹底解決了人類的能源危機。



一項應用技術的發展,往往需要眾多領域的技術突破。

比如:人類早已實現的可控核裂變,已經使用在核電廠甚至航母當中,但是可控核裂變並沒有徹底改變人類的能源結構。


比如在2016年,中國全年核電佔比只有3.56%(全世界為12%),主要電能還是來源於化石燃料(火電廠),核電中涉及材料的製取、廢物的處理以及生產中的安全問題,這一些列問題沒有得到徹底解決,核電就無法替代傳統能源,人類的能源危機就沒有消除。



對於可控核聚變也是一樣的,雖然可控核聚變的前景非常看好,但是也需要各方面技術瓶頸的突破,而不是僅僅是“可控核聚變”這一項技術突破就能改變世界的。

當然,毫無疑問,這是各項技術瓶頸中最關鍵的。


如果這一系列技術瓶頸都得到了突破,以至於核聚變能源替代了傳統能源,那麼對人類來說絕對是一次飛躍,因為相對於傳統能源來說,核聚變反應的原材料幾乎取之不盡用之不竭。



比如,一升海水中含的氘原子,如果全部以核聚變(氘核聚變為氦原子)來釋放能量,就相當於300升汽油燃燒的能量。

幻想:到時候,我們的家用汽車,加一礦泉水瓶的海水,就可以在“北京——上海”間跑一個來回,這簡直不要太爽。

不過,以目前可控核聚變的發展來看,可控核聚變有望在未來50年內,實現關鍵技術的突破,但是距離可控核聚變的普及,還有很遠很遠的時間。


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艾伯史密斯


核聚變是人類在不遠未來對能源利用的有效方案。

核聚變是獲得原子能的一種方法,通過輕核聚合引起原子核結合能變化。核聚變所需的是氫燃料,

相對核裂變,更加安全和潔淨。但如何實現可控核聚變,目前還是人類需要解決頭等大問題。

核聚變的條件與技術實現。

由於核聚變的溫度高達千萬度以上,在這樣的狀態下,所有原子成為等離子態,而且核聚變條件除了高溫,還要使等離子體的密度足夠大,維持時間足夠長,這樣才能發生自持的核聚變反應。這樣只有太陽這樣的恆星才具備這樣的天然條件,不斷釋放出鉅額的光和熱量。恆星依靠自身巨大的質量和引力能夠束縛等離子體,在高溫下持續的核聚變。

當前人工可控核聚變的困難

人工可控核聚變的困難在於如何實現對高溫等離子體的束縛,地球上當然無法具有恆星那樣足夠大的引力來約束高溫等離子體。目前研究可控聚變的有效途徑是磁約束和激光慣性約束等方案,國際和國內都啟動了多項可控熱核聚變實驗堆的研究,儘管對核聚變過程的研究進行了數十年,但目前對還具有很大的技術挑戰,樂觀估計,離商業應用還要幾十年的時間。

一旦突破可控核聚變,人類的發展就進入到了新紀元

一旦人類突破了可控核聚變,地球上的能源危機當然就不復存在;燃燒石油等碳基能源所造成的的溫室效應,也會得到有效的治理。目前,一些科學家們對文明的分級也是以能源的利用為標準的。所以一旦人類實現可控核聚變,就可以利用裝載核聚變發動機的飛船,實現星際旅行的目的,去尋找更多的資源和探索星空秘密,我們的征程是星辰大海。

量子實驗室,專注趣味科學,歡迎評論和關注。


量子實驗室


看了朋友們一些回答,說的都很好。攻克核聚變,應該說攻克可控核聚變,這個世界的能源領域就寬廣了很多。

就像過去人類發現發明的機器和電力,從此走出了黑暗的農耕時代,進入了高速發展的現代生活。任何科學的重大發現和發明都能夠極大的推動人類社會的進步,可控核聚變的實現,將促進人類文明進入一個新發展時代。

核聚變的理論形成已經半個多世紀了,人類早就已經實現了核裂變和核聚變的部分應用,比如原子彈、氫彈,就是典型的核裂變和核聚變的應用。但原子彈和氫彈的爆發是瞬時作用的,這種巨大的能量是不可控的爆發。

人類已經掌握了可控核裂變的技術,並且已經廣泛的運用與生產與生活,主要表現在核發電和核反應堆驅動,2006年世界核子發電在全部電力裡面就已經佔有15%的比重,這方面中國起步晚,佔比較低。

但人類對核聚變的運用還一直在研究中,進展較為艱難緩慢。

可控核聚變之所以比可控核裂變更難攻克,是因為進行核聚變的條件更為苛刻和困難。

在太陽中心,每時每刻都在進行著核聚變,每秒鐘有6億噸的氫轉變成5.96億噸氦,釋放出400萬噸氫的能量,正是這巨大的能量給太陽系所有的行星、衛星、矮行星、小行星、星際物質等提供了光和熱。激發這種能量的是太陽核心3000億個大氣壓的壓力和1500萬度的溫度。

地球上無法提供這麼高的壓力,只有靠提高溫度來實現核聚變,這樣要求溫度達到上億度。所以如何達到這樣的溫度,用什麼樣的容器或者方式來約束這種溫度,是目前科學界需要重點解決的關鍵難題。

通常用三種方法來解決可控核聚變的約束,即重力場約束、慣性約束、磁約束。

人類之所有這麼重視可控核聚變的開發,因為它具有很高的比較優勢。

相比核裂變,核聚變有如下優勢:

1、核聚變釋放的能量比核裂變更大。據測算6個氘核共放出43.24MeV能量,相當於每個核子平均放出3.6MeV。它比n+裂變反應中每個核子平均放出200/236=0.85MeV高4倍。

2、核聚變無高端核廢料,可不對環境構成大的汙染。而核裂變由於原料鈾的儲量不多,政治干涉很大,放射性與危險性大,核裂變的優勢無法完全利用。

3、核聚變燃料供應充足,地球上重氫有10萬億噸。每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚變產生的能量相當於300升汽油。

所以,如果能夠實現可控核聚變,人類將能夠克服階段性的能源危機,真正的從“石油文明時代”走向“核文明時代”,人類文明將提升到一個新的層次。

近年來,可控核聚變的研究正在提速,在許多具體方面有所突破。

中國的核聚變“人造太陽”實驗裝置EAST(先進超導託卡馬克實驗裝置),已經獲得超過101.2秒的穩態長脈衝高約束等離子體運行,在這方面走到了世界前列。能不能像常常說的最終實現彎道超車,還有待後續努力。

有報道德國仿星器核聚變反應堆研究取得突破進展,而美國洛克希德馬丁公司早在2014年就宣佈,可控核聚變技術小型化取得突破,一個可安裝在卡車後端的小型反應堆有望在十年內誕生。這些都是可喜的進步。

科學界預測了,受控核聚變發電有可能在2025年實現商業運營,2050年將有可能廣泛的服務於社會。

時空通訊在過去已經多次提到過宇宙三級文明等級的劃分,這是前蘇聯科學家卡爾達舍夫在上世紀六十年代提出來的一個理論。

卡爾達舍夫認為宇宙文明的主要衡量度標是能源的控制和使用,可分為行星級一級文明,恆星級二級文明,星系級三級文明。每一級文明的提升,都伴隨著能源使用的數量級增長。他的這個理論儘管只是一種假設,但得到了科學界廣泛的認同。

科學界測算,人類文明目前還只有0.73級,要達到一級文明,我們人類所需要的能源還要在現在的基礎上增加10000倍以上,而達到二級文明則需要增加能源控制和使用能力100億倍以上。

實現了可控核聚變,解決了能源危機,使人類控制和使用能源的能力得到大大的提升,有可能使人類文明在100年內達到一級行星級文明。當然要實現二級文明人類還需要幾千年的奮鬥(這方面的介紹請查看時空通訊過去發表的相關文章)。

由於可控核聚變能料的高度濃縮化,人類有可能實現深空探索和開發。我們現在的火箭採用的是常規能源,發射到地球軌道就需要燃料成百上千噸,所以無法帶著很多燃料遠航。如果核聚變,30毫克的氘就相當於300公升汽油,三公斤氘就相當於30000噸汽油的能量,如果氚核聚變則可以實現更大能量的輸出。這樣飛向深空再也不要攜帶大量的燃料了,就有可能飛的更遠。

當然太空遠距離航行還需要伴隨著引擎和太空生存保障等諸多方面科學技術的同步提升,才有可能實現。

核聚變的能源地球上儲存量巨大,夠人類使用一陣子。

這就是時空通訊的看法和認知,歡迎點評。


時空通訊


如果可控核聚變能夠實現,這將成為人類科技發展史上的一大重要里程碑。

目前人類的生產生活所需的能源大部分都依賴於化石燃料,比如石油、煤炭和天然氣,而這些能源屬於不可再生資源,它們只會越用越少,我們將會面臨能源危機。而且石油化石燃料還會給環境帶來汙染,並造成溫室效應,引發全球變暖,這將會威脅到人類的生存。能源和環境問題是人類發展路上所要翻過的兩座大山,這關乎到人類的千秋萬代。

如果可控核聚變實現了,能源和環境問題都能同時得到解決。利用核聚變反應,只要很少的燃料就能產生巨大的能量。不像核裂變反應那樣會產生危險的核輻射,核聚變反應是一種清潔的能量來源。如果可控核聚變發展到足夠成熟的地步,它甚至還能走進千家萬戶,比如核聚變家用車。

從卡爾達肖夫指數來看,實現可控核聚變還能讓我們躋身I型文明,我們可以真正衝出地球,開啟載人深空探索任務。到時,太陽系內的太空之旅將不成問題。我們還可以飛出太陽系,去往其他行星系統,甚至還能實現星際移民。


火星一號


當人類攻克了核聚變的大關之後,世界會發生什麼變化?

假如50年後人類攻克了核聚變,變化絕對是翻天覆地的,但仍然會受到很多因素的掣肘,也許並沒有您所想象的完全被核聚變替代,或者一一來羅列下

一、聚變電站不會如您想象的那樣遍地開花,因為這個依然是極高高成本的行業,當然大規模或者超大規模的裂變以及燃煤電廠和天然氣電廠將會被可控核聚變替代,但現今已經繼續在運行的水電等將並不會取締,因為這些已經投入,並且不會產生太多的汙染,另外水電也作為水利設施並存,因此它們將會繼續運行......

二、各類電器的用電功率與效率並不會沒有限制,節能依然是考慮目標,不單是電能獲取容易了,但成本依然存在,分攤出來後聚變電能的價格不會便宜,最多的是未來沒有燃料缺乏的擔心!

另外原來的電網負荷與家庭佈線負荷也一樣要考慮,還有超大規模的聚變堆的熱交換溫升對周圍環境的影響是不容忽視的,因此無限制的情況絕對不會發生!(當然燃氣灶等也許將被徹底取代!)

三、儲電設備的提升對於汽車行業將是顛覆性的 當然這個即使沒有可控核聚變一樣會發生,可控核聚變的成功只是讓這個變換更加徹底。

四、您所期望的飛行器與火箭發射等 電能並無法完全替代,比如飛行器中的電能使用方式僅僅還是螺旋槳,即使電池密度夠高,但螺旋槳推動的飛行器估計不太可能大規模迴歸了!這個也許要等到可控核聚變小型化,比如能裝入飛行器並且推重比依然有達到一定的比例,這個也是可以期待的,但在早期,我們得繼續開採石油供給噴氣式的飛行器使用!火箭發射的行業儘管可以電磁彈射取代一級火箭,但二級和三級依然需要石油與傳統燃料!

五、太陽系內的行星際旅行將指日可待 即使聚變發動機達到預測的1%-10%光速,那麼依然可以在35分鐘×100的時間內到達木星,約合:2.43天,如果減去加速與減速的時間,那麼10天就可以打一個來回,木星10日遊即將成為現實!

當然空氣為介質的離子發動機發展後這個肯定會改觀,但推重比依然是一個未知數!

最後,煤炭燃料也許真的要壽終正寢了,石油行業將成為夕陽產業,各種外圍的,比如常規的活塞發動機,潤滑油機油......目測就要步入黃昏了,除了在一些野外作業的地方,也許路子就越來越窄了!另外比如環境處理這些舊賬可能會因核聚變的圖片開始慢慢還賬,但這是一個長期的問題,不要試圖認為可控核聚變突破了就萬事大吉,治理才剛剛開始而已!

您以為會少了這些冷卻塔嗎?其實完全不會,在沒有突破直接的熱電轉換之前,這些冷卻塔一個都少不了,而且隨著功率的增加,這個規模和數量還會相應增加!


星辰大海路上的種花家


提問者的意思應該是完全控制核聚變,就像如今我們用電一樣方便簡單,基本上講我們如今已經完全掌控了電力能源,各種電力設備走進了我們的生活!

如果人類能像控制利用電力能源那樣控制利用核能,會給我們的生活帶來質的變革,極大地提升我們的生活水平,甚至徹底讓人類邁進星際文明行列,真實邁進卡爾達肖夫對宇宙文明分類中的“一級宇宙文明”!

一個簡單的例子說明一切。想象一下,你有一個核能源電池,電量可以達到如今我們普通電池的數萬倍(甚至更多),可以輕鬆地把它裝進口袋裡……

所以說,一旦人類能夠完全掌控核聚變,將會帶來人類文明的徹底變革。科學家們曾做出推測,核動力推動的飛船速度可以達到光速的10%,也就是每秒3萬公里,這樣的速度雖然遨遊宇宙空間還不太現實,但實現遨遊太陽系已經足夠,解釋火星,木星和土星的衛星都會成為人類探索的對象!

不過,科學家們也提到,在2050年之前,人類很難攻克核聚變能源,雖然如今很多國家已經建立核電站,但這遠不意味著我們已經能完全掌控核能!還有很多技術領域的難題需要攻克!


宇宙探索


我在能源領域幹了二十多年,應該算比較瞭解這個問題。我就簡單分析一下吧。

先說題目的問題,核聚變人類已經能實現了,這就是“氫彈”,題主可能想問的是“可控核聚變”吧?

按照套路,我們先說說什麼叫做核聚變?

核聚變,又稱聚變反應,是將兩個較輕的原子核結合而形成一個較重的核和一個很輕的核或粒子的一種核反應。在這個過程中,核聚變反應將一部分反應物的質量轉化為了能量。

太陽就是一個巨大的核聚變反應堆。氫彈就是利用核聚變釋放的巨大能量摧毀目標的。

什麼是可控核聚變?

可控核聚變就是人工控制核聚變的能量輸出過程,使能量輸出大小滿足人類對能量的動態需求。


我國的EAST超導託卡馬克實驗裝置

最容易實現的聚變反應是氫的同位素:氘與氚的聚變。氘在海水裡存儲約有40萬億噸,理想狀態下釋放出的能量足夠人類使用上百億年,聚變後產生的是沒有放射性汙染的氦。

根據愛因斯坦的質能方程:E=MC²,可以簡單的算出1千克物質完全的轉換為能量可以得到9×10∧16焦耳的能量,換算成電能約為250億千萬時。 2016年,全社會用電量59198億千瓦時。這隻需要大約340噸聚變燃料就能滿足全國的用電需求了

可控核聚變反應堆離商業運行大約還有50年。

可控核聚變對我們世界的影響

可控核聚變實現商業運行後,人類再也不會為能源問題擔憂,它的影響是巨大的:

首先它推動人類進入了所謂的第一類文明(目前為0.7級文明),即:“行星文明”。我們所發生的歷次工業革命從本質上來說,就是對能源的利用方法和效率的變革。可控核聚變的商業運行無疑將推動另一次工業革命(估計是第五次工業革命,前四次分別是:蒸汽機革命、電氣化革命、信息革命、人工智能革命),人類社會發展又將走上一個快車道。

在政治上,全球的能源格局將全盤洗牌,中東的石油資源不能再成為一些國家的撒手鐧,實現了世界的能源均衡化。能源問題從此以後就不會成為戰爭的導火索了,世界將更加和平。

環境問題將得到解決。由於可控核聚變的產生物為氦,沒有環境汙染問題,也沒有溫室氣體排放問題,而且能源更加便宜,我們將告別霧霾……

人口增長與耕地減少的問題得到緩解。相對便宜的能源為現代農業工廠的實現提供了可行的條件。可以採用現代化的農業種植大廈來種植農作物,採用低耗能的電燈來提供光合作用。戰爭的風險進一步降低。

人類將開啟太空時代。目前人類探索太空的限制主要是缺乏充足、可靠的能源供應,有了可控核聚變後,再加上無工質引擎,我們的將征服整個太陽系,到時候移民火星將不成問題。


最新消息:美國麻省理工學院科學家表示,核聚變發電的夢想即將在15年內變成現實。

估計是取得了重大突破!要記住:核聚變是國際合作項目,誰取得了突破都是好事!


講科學堂


攻克核聚變,地球人的生活將發生鉅變,舉例說明一二。
實現核聚變,核聚變將變成人類謀生手段,進入星際的護身符。在地球上再不用水泥磚瓦蓋房,雙手插入沙漠,將會在沙漠上矗立起萬丈高樓。其餘的大家可以想像。

上面二照片是地外人的作品,管子接口處是用玄武岩漿密封的。這管接頭是在地球上揀到的,不知是地外人在地球上加工的,還是在月球上加工來到地球,月球隕石(岩石)有這莫東西是不假的。

建造空間站也變的極其容易,將地球近地垃圾一劃拉,捏成平臺就可以了。

我對核聚變沒有研究,實在是沒研究。但看到國內外把核聚變當人造太陽,且受高溫,容器困擾,我想把我琢磨的地外人的作法提供科學工作者。不知能否改變他們的思路。

容器:地外人不用磁約束不用激光約束。這是把簡單問題複雜化。

核聚變是創宇宙的最基本手段。能量變物質是通過核聚變完成的,在《恆星硅球粒隕石》裡可看到核聚變現場、過程、及成果。
這隕石裡的白色雪花,是氫(氕氘氚)


核聚變產生的結果,叫《硅球粒》。《硅球粒》《微流星》(氫類汽泡)也是恆星隕石裡唯一特徵。氫氣泡核聚變變成硅球粒,這是在透明隕石裡發生的。

須細觀隕石的核聚變現場,因每個氫氣泡進展不同,從沒有變化,稍變,大變,到變成現在看的見的《硅球粒》,就會發現很多奧妙,不細說了。下面照片也是《恆星硅球粒隕石》裡拍的核聚變現場及球粒誕生。

地外人利用核聚變,也會遇到地球人的問題,是如何解決的呢?地外人當時沒有地球科學家這麼聰明,他們佔的是天時地利。

眼看不見手摸不到的氫氕氘氚不好控制,不好保存,難已利用。他們就去恆星採集《希挌斯波色子》。希格斯波色子在能量變物質現場大量的存在,雖沒參予核聚變,但在核聚變現場也受到了“核汙染”,由眼看不見摸不到變成了看得見摸得到的東東。類似地球的“氣體變液體”。

地外人保管運輸使用的是夜態氫。

這是保存在地外人飛碟碎片裡的燃料,是否已變成金屬氫球我不知道。地外人用恆星隕石做飛碟外殼,省時省工省錢,天然適合宇宙環境。

怎麼樣核聚變?根據需要怎麼樣控制核聚變能量輸出大小?地外人採取最簡單的加減法。
他們用若干條管道,將夜態氫輸入核聚變容器,容器好似爐膛,膛內即是



核聚變現場,無需控制核聚變,因核聚變有自已的規律,那就是拖下水效應。只需控制管道開通數量即可。
核聚變的自然鏈鎖反映,“拖下水”照片拍自玻璃質隕石內部。

核聚變也產生垃圾,下面一塊是地外飛碟核聚變垃圾,有興趣的人可以拿去檢測一下。碳三角晶體至少證明地外飛碟燃料是氦以前的東東。
因不懂核聚變,只是在我收集的隕石和飛碟碎片中有些感悟,也不知對不對。因無知才無畏,大膽猜想,求證就靠科學家了。

說錯了,就當科幻故事,就當狗年旺旺旺了!


大連富麗庭隕工周


當人類攻克了這個核能大關,那麼就代表著人類正式從“石油化石燃料能源文明”邁進了真正的“核能文明”,那個時候,人類文明的發展將進入到嶄新的階段,環境得到大幅度改善,人類在航天領域飛速發展,在月球上建造工廠,開採小行星,登陸火星建立科研基地等等,各個方面!人類的生活變得更美好,世界再無因能源而起的戰爭!

核聚變反應主要是利用氫的同位素氘(重氫)與氚(超重氫)進行熱核聚變反應,反應的產物是氦,沒有汙染,但是在反應的過程中會產生大量的高能中子,中子又是不顯電性,無法用磁場來約束它們,所以也是一個難題。

可控核聚變的難點是:必須得提供那麼高的溫度與壓強,另一個還必須能夠將這種高壓高溫的狀態維持下去。

可控核聚變還有著另外的優點,就是一旦溫度與壓強稍微下降,那麼核聚變反應就會立刻終止,所以即便是以後實現了可控核聚變,也不用擔心事故的發生。而如今的核電站,主要是核裂變反應,就像當初的福島核電站一樣,一旦破壞了,將造成極其嚴重的事故。

像太陽那種核聚變方式,人類實現不了,因為太陽本身就具備著強大的自身引力,引力可以約束核聚變反應,那麼人類可以利用什麼方式來實現核聚變呢?

較為可行的是磁約束核聚變反應,主要的代表就是託卡馬克裝置,環形的真空反應室外圍纏繞著線圈,通電之後在真空反應室產生強大磁場,加熱提高反應室溫度,實現核聚變反應,磁場會將脫離的電子束縛住,但中子還會撞到反應室內壁上,但好在夠結實。

總之,實現可控核聚變還有很長的路程要走,但我覺得,當人類真正迫切的需要它時,可控核聚變就會出現了。

未來,可控核聚變發電站可以直接建在市中心都沒有問題,如果可以將反應裝置小型化,那麼就可以直接裝在飛船、飛機上了。那時的人類文明不僅是核能文明,還是太空文明。


一枚遊戲科幻迷


核聚變一旦投入正式運用,最明顯的就是該國的能源問題可以說是得到了永遠解決。石油可以就退出歷史舞臺了,那群靠石油富起來的中東國家,可就哭慘了。如果中國能率先掌握,老美估計得慌的不行,民族的復興指日可待


咳咳,不多說了,下面就來介紹一些相關知識

核聚變

其實道理很簡單,如果你能想法設法讓兩個原子的原子核(一般是氫同位素),撞到一起,聚合為一個新的原子核。在這個過程中能釋放出巨大能量。愛因斯坦的質能方程就能派上用場了。

不過人工核聚變也是分層的。像氘氚聚變是最早的一代核聚變,比如

一個氘和一個氚反應,就能釋放出17.6兆電子伏特的能量。雖然原料是海水,可以說用不完,但是也有缺點。就是要釋放出中子,這樣會導致聚變裝置壽命降低。最完美的當屬氦3反應,沒有中子,也沒有氚的放射性。

可控核聚變的難點

高溫高壓:高溫可以讓粒子運動速度加快;高壓,可以是粒子運動範圍縮小,而這兩個都能提高粒子相互撞擊的概率。


太陽為例,我們知道太陽無時無刻不在進行這核聚變反應。為什麼它能那麼穩定持續的輸出能量呢?因為太陽發生反應的內核,溫度在一千到兩千萬度左右,並且有著強大的引力約束。所以原子核相撞的前提就有了。

那項技術是恆星的專利,在地球模擬不了

。於是我們只能提高溫度,甚至要達到上億度。但是這麼高的溫度的等離子體,增壓才能控制住,保證反應裝置不被“燙”壞?目前主流的方法都是磁約束,這些高溫等離子體,被磁場拘在一起,維持聚變的狀態,不停的旋轉運動。

所以如何做到持續的高溫的同時,還能保證裝置不被損壞。

我們離正式投入使用估計還有幾十年要走。

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