当人类攻克了核聚变的大关之后,世界会发生什么变化?

你所在


答:那还得看攻克的程度。如果说只是掌握了可控核聚变技术,那么离替代传统能源还差很远,因为可控核聚变只是提供了能量来源途径,诸如核聚变材料的提取,实际当中的应用也都存在众多技术瓶颈。


如果说“攻克”指的是上面一系列问题都解决了,以至于火力发电厂和化石燃料都淘汰,甚至家用汽车、航天发动机等等都用上了可控核聚变,才是彻底解决了人类的能源危机。



一项应用技术的发展,往往需要众多领域的技术突破。

比如:人类早已实现的可控核裂变,已经使用在核电厂甚至航母当中,但是可控核裂变并没有彻底改变人类的能源结构。


比如在2016年,中国全年核电占比只有3.56%(全世界为12%),主要电能还是来源于化石燃料(火电厂),核电中涉及材料的制取、废物的处理以及生产中的安全问题,这一些列问题没有得到彻底解决,核电就无法替代传统能源,人类的能源危机就没有消除。



对于可控核聚变也是一样的,虽然可控核聚变的前景非常看好,但是也需要各方面技术瓶颈的突破,而不是仅仅是“可控核聚变”这一项技术突破就能改变世界的。

当然,毫无疑问,这是各项技术瓶颈中最关键的。


如果这一系列技术瓶颈都得到了突破,以至于核聚变能源替代了传统能源,那么对人类来说绝对是一次飞跃,因为相对于传统能源来说,核聚变反应的原材料几乎取之不尽用之不竭。



比如,一升海水中含的氘原子,如果全部以核聚变(氘核聚变为氦原子)来释放能量,就相当于300升汽油燃烧的能量。

幻想:到时候,我们的家用汽车,加一矿泉水瓶的海水,就可以在“北京——上海”间跑一个来回,这简直不要太爽。

不过,以目前可控核聚变的发展来看,可控核聚变有望在未来50年内,实现关键技术的突破,但是距离可控核聚变的普及,还有很远很远的时间。


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艾伯史密斯


核聚变是人类在不远未来对能源利用的有效方案。

核聚变是获得原子能的一种方法,通过轻核聚合引起原子核结合能变化。核聚变所需的是氢燃料,

相对核裂变,更加安全和洁净。但如何实现可控核聚变,目前还是人类需要解决头等大问题。

核聚变的条件与技术实现。

由于核聚变的温度高达千万度以上,在这样的状态下,所有原子成为等离子态,而且核聚变条件除了高温,还要使等离子体的密度足够大,维持时间足够长,这样才能发生自持的核聚变反应。这样只有太阳这样的恒星才具备这样的天然条件,不断释放出巨额的光和热量。恒星依靠自身巨大的质量和引力能够束缚等离子体,在高温下持续的核聚变。

当前人工可控核聚变的困难

人工可控核聚变的困难在于如何实现对高温等离子体的束缚,地球上当然无法具有恒星那样足够大的引力来约束高温等离子体。目前研究可控聚变的有效途径是磁约束和激光惯性约束等方案,国际和国内都启动了多项可控热核聚变实验堆的研究,尽管对核聚变过程的研究进行了数十年,但目前对还具有很大的技术挑战,乐观估计,离商业应用还要几十年的时间。

一旦突破可控核聚变,人类的发展就进入到了新纪元

一旦人类突破了可控核聚变,地球上的能源危机当然就不复存在;燃烧石油等碳基能源所造成的的温室效应,也会得到有效的治理。目前,一些科学家们对文明的分级也是以能源的利用为标准的。所以一旦人类实现可控核聚变,就可以利用装载核聚变发动机的飞船,实现星际旅行的目的,去寻找更多的资源和探索星空秘密,我们的征程是星辰大海。

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量子实验室


看了朋友们一些回答,说的都很好。攻克核聚变,应该说攻克可控核聚变,这个世界的能源领域就宽广了很多。

就像过去人类发现发明的机器和电力,从此走出了黑暗的农耕时代,进入了高速发展的现代生活。任何科学的重大发现和发明都能够极大的推动人类社会的进步,可控核聚变的实现,将促进人类文明进入一个新发展时代。

核聚变的理论形成已经半个多世纪了,人类早就已经实现了核裂变和核聚变的部分应用,比如原子弹、氢弹,就是典型的核裂变和核聚变的应用。但原子弹和氢弹的爆发是瞬时作用的,这种巨大的能量是不可控的爆发。

人类已经掌握了可控核裂变的技术,并且已经广泛的运用与生产与生活,主要表现在核发电和核反应堆驱动,2006年世界核子发电在全部电力里面就已经占有15%的比重,这方面中国起步晚,占比较低。

但人类对核聚变的运用还一直在研究中,进展较为艰难缓慢。

可控核聚变之所以比可控核裂变更难攻克,是因为进行核聚变的条件更为苛刻和困难。

在太阳中心,每时每刻都在进行着核聚变,每秒钟有6亿吨的氢转变成5.96亿吨氦,释放出400万吨氢的能量,正是这巨大的能量给太阳系所有的行星、卫星、矮行星、小行星、星际物质等提供了光和热。激发这种能量的是太阳核心3000亿个大气压的压力和1500万度的温度。

地球上无法提供这么高的压力,只有靠提高温度来实现核聚变,这样要求温度达到上亿度。所以如何达到这样的温度,用什么样的容器或者方式来约束这种温度,是目前科学界需要重点解决的关键难题。

通常用三种方法来解决可控核聚变的约束,即重力场约束、惯性约束、磁约束。

人类之所有这么重视可控核聚变的开发,因为它具有很高的比较优势。

相比核裂变,核聚变有如下优势:

1、核聚变释放的能量比核裂变更大。据测算6个氘核共放出43.24MeV能量,相当于每个核子平均放出3.6MeV。它比n+裂变反应中每个核子平均放出200/236=0.85MeV高4倍。

2、核聚变无高端核废料,可不对环境构成大的污染。而核裂变由于原料铀的储量不多,政治干涉很大,放射性与危险性大,核裂变的优势无法完全利用。

3、核聚变燃料供应充足,地球上重氢有10万亿吨。每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油。

所以,如果能够实现可控核聚变,人类将能够克服阶段性的能源危机,真正的从“石油文明时代”走向“核文明时代”,人类文明将提升到一个新的层次。

近年来,可控核聚变的研究正在提速,在许多具体方面有所突破。

中国的核聚变“人造太阳”实验装置EAST(先进超导托卡马克实验装置),已经获得超过101.2秒的稳态长脉冲高约束等离子体运行,在这方面走到了世界前列。能不能像常常说的最终实现弯道超车,还有待后续努力。

有报道德国仿星器核聚变反应堆研究取得突破进展,而美国洛克希德马丁公司早在2014年就宣布,可控核聚变技术小型化取得突破,一个可安装在卡车后端的小型反应堆有望在十年内诞生。这些都是可喜的进步。

科学界预测了,受控核聚变发电有可能在2025年实现商业运营,2050年将有可能广泛的服务于社会。

时空通讯在过去已经多次提到过宇宙三级文明等级的划分,这是前苏联科学家卡尔达舍夫在上世纪六十年代提出来的一个理论。

卡尔达舍夫认为宇宙文明的主要衡量度标是能源的控制和使用,可分为行星级一级文明,恒星级二级文明,星系级三级文明。每一级文明的提升,都伴随着能源使用的数量级增长。他的这个理论尽管只是一种假设,但得到了科学界广泛的认同。

科学界测算,人类文明目前还只有0.73级,要达到一级文明,我们人类所需要的能源还要在现在的基础上增加10000倍以上,而达到二级文明则需要增加能源控制和使用能力100亿倍以上。

实现了可控核聚变,解决了能源危机,使人类控制和使用能源的能力得到大大的提升,有可能使人类文明在100年内达到一级行星级文明。当然要实现二级文明人类还需要几千年的奋斗(这方面的介绍请查看时空通讯过去发表的相关文章)。

由于可控核聚变能料的高度浓缩化,人类有可能实现深空探索和开发。我们现在的火箭采用的是常规能源,发射到地球轨道就需要燃料成百上千吨,所以无法带着很多燃料远航。如果核聚变,30毫克的氘就相当于300公升汽油,三公斤氘就相当于30000吨汽油的能量,如果氚核聚变则可以实现更大能量的输出。这样飞向深空再也不要携带大量的燃料了,就有可能飞的更远。

当然太空远距离航行还需要伴随着引擎和太空生存保障等诸多方面科学技术的同步提升,才有可能实现。

核聚变的能源地球上储存量巨大,够人类使用一阵子。

这就是时空通讯的看法和认知,欢迎点评。


时空通讯


如果可控核聚变能够实现,这将成为人类科技发展史上的一大重要里程碑。

目前人类的生产生活所需的能源大部分都依赖于化石燃料,比如石油、煤炭和天然气,而这些能源属于不可再生资源,它们只会越用越少,我们将会面临能源危机。而且石油化石燃料还会给环境带来污染,并造成温室效应,引发全球变暖,这将会威胁到人类的生存。能源和环境问题是人类发展路上所要翻过的两座大山,这关乎到人类的千秋万代。

如果可控核聚变实现了,能源和环境问题都能同时得到解决。利用核聚变反应,只要很少的燃料就能产生巨大的能量。不像核裂变反应那样会产生危险的核辐射,核聚变反应是一种清洁的能量来源。如果可控核聚变发展到足够成熟的地步,它甚至还能走进千家万户,比如核聚变家用车。

从卡尔达肖夫指数来看,实现可控核聚变还能让我们跻身I型文明,我们可以真正冲出地球,开启载人深空探索任务。到时,太阳系内的太空之旅将不成问题。我们还可以飞出太阳系,去往其他行星系统,甚至还能实现星际移民。


火星一号


当人类攻克了核聚变的大关之后,世界会发生什么变化?

假如50年后人类攻克了核聚变,变化绝对是翻天覆地的,但仍然会受到很多因素的掣肘,也许并没有您所想象的完全被核聚变替代,或者一一来罗列下

一、聚变电站不会如您想象的那样遍地开花,因为这个依然是极高高成本的行业,当然大规模或者超大规模的裂变以及燃煤电厂和天然气电厂将会被可控核聚变替代,但现今已经继续在运行的水电等将并不会取缔,因为这些已经投入,并且不会产生太多的污染,另外水电也作为水利设施并存,因此它们将会继续运行......

二、各类电器的用电功率与效率并不会没有限制,节能依然是考虑目标,不单是电能获取容易了,但成本依然存在,分摊出来后聚变电能的价格不会便宜,最多的是未来没有燃料缺乏的担心!

另外原来的电网负荷与家庭布线负荷也一样要考虑,还有超大规模的聚变堆的热交换温升对周围环境的影响是不容忽视的,因此无限制的情况绝对不会发生!(当然燃气灶等也许将被彻底取代!)

三、储电设备的提升对于汽车行业将是颠覆性的 当然这个即使没有可控核聚变一样会发生,可控核聚变的成功只是让这个变换更加彻底。

四、您所期望的飞行器与火箭发射等 电能并无法完全替代,比如飞行器中的电能使用方式仅仅还是螺旋桨,即使电池密度够高,但螺旋桨推动的飞行器估计不太可能大规模回归了!这个也许要等到可控核聚变小型化,比如能装入飞行器并且推重比依然有达到一定的比例,这个也是可以期待的,但在早期,我们得继续开采石油供给喷气式的飞行器使用!火箭发射的行业尽管可以电磁弹射取代一级火箭,但二级和三级依然需要石油与传统燃料!

五、太阳系内的行星际旅行将指日可待 即使聚变发动机达到预测的1%-10%光速,那么依然可以在35分钟×100的时间内到达木星,约合:2.43天,如果减去加速与减速的时间,那么10天就可以打一个来回,木星10日游即将成为现实!

当然空气为介质的离子发动机发展后这个肯定会改观,但推重比依然是一个未知数!

最后,煤炭燃料也许真的要寿终正寝了,石油行业将成为夕阳产业,各种外围的,比如常规的活塞发动机,润滑油机油......目测就要步入黄昏了,除了在一些野外作业的地方,也许路子就越来越窄了!另外比如环境处理这些旧账可能会因核聚变的图片开始慢慢还账,但这是一个长期的问题,不要试图认为可控核聚变突破了就万事大吉,治理才刚刚开始而已!

您以为会少了这些冷却塔吗?其实完全不会,在没有突破直接的热电转换之前,这些冷却塔一个都少不了,而且随着功率的增加,这个规模和数量还会相应增加!


星辰大海路上的种花家


提问者的意思应该是完全控制核聚变,就像如今我们用电一样方便简单,基本上讲我们如今已经完全掌控了电力能源,各种电力设备走进了我们的生活!

如果人类能像控制利用电力能源那样控制利用核能,会给我们的生活带来质的变革,极大地提升我们的生活水平,甚至彻底让人类迈进星际文明行列,真实迈进卡尔达肖夫对宇宙文明分类中的“一级宇宙文明”!

一个简单的例子说明一切。想象一下,你有一个核能源电池,电量可以达到如今我们普通电池的数万倍(甚至更多),可以轻松地把它装进口袋里……

所以说,一旦人类能够完全掌控核聚变,将会带来人类文明的彻底变革。科学家们曾做出推测,核动力推动的飞船速度可以达到光速的10%,也就是每秒3万公里,这样的速度虽然遨游宇宙空间还不太现实,但实现遨游太阳系已经足够,解释火星,木星和土星的卫星都会成为人类探索的对象!

不过,科学家们也提到,在2050年之前,人类很难攻克核聚变能源,虽然如今很多国家已经建立核电站,但这远不意味着我们已经能完全掌控核能!还有很多技术领域的难题需要攻克!


宇宙探索


我在能源领域干了二十多年,应该算比较了解这个问题。我就简单分析一下吧。

先说题目的问题,核聚变人类已经能实现了,这就是“氢弹”,题主可能想问的是“可控核聚变”吧?

按照套路,我们先说说什么叫做核聚变?

核聚变,又称聚变反应,是将两个较轻的原子核结合而形成一个较重的核和一个很轻的核或粒子的一种核反应。在这个过程中,核聚变反应将一部分反应物的质量转化为了能量。

太阳就是一个巨大的核聚变反应堆。氢弹就是利用核聚变释放的巨大能量摧毁目标的。

什么是可控核聚变?

可控核聚变就是人工控制核聚变的能量输出过程,使能量输出大小满足人类对能量的动态需求。


我国的EAST超导托卡马克实验装置

最容易实现的聚变反应是氢的同位素:氘与氚的聚变。氘在海水里存储约有40万亿吨,理想状态下释放出的能量足够人类使用上百亿年,聚变后产生的是没有放射性污染的氦。

根据爱因斯坦的质能方程:E=MC²,可以简单的算出1千克物质完全的转换为能量可以得到9×10∧16焦耳的能量,换算成电能约为250亿千万时。 2016年,全社会用电量59198亿千瓦时。这只需要大约340吨聚变燃料就能满足全国的用电需求了

可控核聚变反应堆离商业运行大约还有50年。

可控核聚变对我们世界的影响

可控核聚变实现商业运行后,人类再也不会为能源问题担忧,它的影响是巨大的:

首先它推动人类进入了所谓的第一类文明(目前为0.7级文明),即:“行星文明”。我们所发生的历次工业革命从本质上来说,就是对能源的利用方法和效率的变革。可控核聚变的商业运行无疑将推动另一次工业革命(估计是第五次工业革命,前四次分别是:蒸汽机革命、电气化革命、信息革命、人工智能革命),人类社会发展又将走上一个快车道。

在政治上,全球的能源格局将全盘洗牌,中东的石油资源不能再成为一些国家的撒手锏,实现了世界的能源均衡化。能源问题从此以后就不会成为战争的导火索了,世界将更加和平。

环境问题将得到解决。由于可控核聚变的产生物为氦,没有环境污染问题,也没有温室气体排放问题,而且能源更加便宜,我们将告别雾霾……

人口增长与耕地减少的问题得到缓解。相对便宜的能源为现代农业工厂的实现提供了可行的条件。可以采用现代化的农业种植大厦来种植农作物,采用低耗能的电灯来提供光合作用。战争的风险进一步降低。

人类将开启太空时代。目前人类探索太空的限制主要是缺乏充足、可靠的能源供应,有了可控核聚变后,再加上无工质引擎,我们的将征服整个太阳系,到时候移民火星将不成问题。


最新消息:美国麻省理工学院科学家表示,核聚变发电的梦想即将在15年内变成现实。

估计是取得了重大突破!要记住:核聚变是国际合作项目,谁取得了突破都是好事!


讲科学堂


攻克核聚变,地球人的生活将发生巨变,举例说明一二。
实现核聚变,核聚变将变成人类谋生手段,进入星际的护身符。在地球上再不用水泥砖瓦盖房,双手插入沙漠,将会在沙漠上矗立起万丈高楼。其余的大家可以想像。

上面二照片是地外人的作品,管子接口处是用玄武岩浆密封的。这管接头是在地球上拣到的,不知是地外人在地球上加工的,还是在月球上加工来到地球,月球陨石(岩石)有这莫东西是不假的。

建造空间站也变的极其容易,将地球近地垃圾一划拉,捏成平台就可以了。

我对核聚变没有研究,实在是没研究。但看到国内外把核聚变当人造太阳,且受高温,容器困扰,我想把我琢磨的地外人的作法提供科学工作者。不知能否改变他们的思路。

容器:地外人不用磁约束不用激光约束。这是把简单问题复杂化。

核聚变是创宇宙的最基本手段。能量变物质是通过核聚变完成的,在《恒星硅球粒陨石》里可看到核聚变现场、过程、及成果。
这陨石里的白色雪花,是氢(氕氘氚)


核聚变产生的结果,叫《硅球粒》。《硅球粒》《微流星》(氢类汽泡)也是恒星陨石里唯一特征。氢气泡核聚变变成硅球粒,这是在透明陨石里发生的。

须细观陨石的核聚变现场,因每个氢气泡进展不同,从没有变化,稍变,大变,到变成现在看的见的《硅球粒》,就会发现很多奥妙,不细说了。下面照片也是《恒星硅球粒陨石》里拍的核聚变现场及球粒诞生。

地外人利用核聚变,也会遇到地球人的问题,是如何解决的呢?地外人当时没有地球科学家这么聪明,他们占的是天时地利。

眼看不见手摸不到的氢氕氘氚不好控制,不好保存,难已利用。他们就去恒星採集《希挌斯波色子》。希格斯波色子在能量变物质现场大量的存在,虽没参予核聚变,但在核聚变现场也受到了“核污染”,由眼看不见摸不到变成了看得见摸得到的东东。类似地球的“气体变液体”。

地外人保管运输使用的是夜态氢。

这是保存在地外人飞碟碎片里的燃料,是否已变成金属氢球我不知道。地外人用恒星陨石做飞碟外壳,省时省工省钱,天然适合宇宙环境。

怎么样核聚变?根据需要怎么样控制核聚变能量输出大小?地外人採取最简单的加减法。
他们用若干条管道,将夜态氢输入核聚变容器,容器好似炉膛,膛内即是



核聚变现场,无需控制核聚变,因核聚变有自已的规律,那就是拖下水效应。只需控制管道开通数量即可。
核聚变的自然链锁反映,“拖下水”照片拍自玻璃质陨石内部。

核聚变也产生垃圾,下面一块是地外飞碟核聚变垃圾,有兴趣的人可以拿去检测一下。碳三角晶体至少证明地外飞碟燃料是氦以前的东东。
因不懂核聚变,只是在我收集的陨石和飞碟碎片中有些感悟,也不知对不对。因无知才无畏,大胆猜想,求证就靠科学家了。

说错了,就当科幻故事,就当狗年旺旺旺了!


大连富丽庭陨工周


当人类攻克了这个核能大关,那么就代表着人类正式从“石油化石燃料能源文明”迈进了真正的“核能文明”,那个时候,人类文明的发展将进入到崭新的阶段,环境得到大幅度改善,人类在航天领域飞速发展,在月球上建造工厂,开采小行星,登陆火星建立科研基地等等,各个方面!人类的生活变得更美好,世界再无因能源而起的战争!

核聚变反应主要是利用氢的同位素氘(重氢)与氚(超重氢)进行热核聚变反应,反应的产物是氦,没有污染,但是在反应的过程中会产生大量的高能中子,中子又是不显电性,无法用磁场来约束它们,所以也是一个难题。

可控核聚变的难点是:必须得提供那么高的温度与压强,另一个还必须能够将这种高压高温的状态维持下去。

可控核聚变还有着另外的优点,就是一旦温度与压强稍微下降,那么核聚变反应就会立刻终止,所以即便是以后实现了可控核聚变,也不用担心事故的发生。而如今的核电站,主要是核裂变反应,就像当初的福岛核电站一样,一旦破坏了,将造成极其严重的事故。

像太阳那种核聚变方式,人类实现不了,因为太阳本身就具备着强大的自身引力,引力可以约束核聚变反应,那么人类可以利用什么方式来实现核聚变呢?

较为可行的是磁约束核聚变反应,主要的代表就是托卡马克装置,环形的真空反应室外围缠绕着线圈,通电之后在真空反应室产生强大磁场,加热提高反应室温度,实现核聚变反应,磁场会将脱离的电子束缚住,但中子还会撞到反应室内壁上,但好在够结实。

总之,实现可控核聚变还有很长的路程要走,但我觉得,当人类真正迫切的需要它时,可控核聚变就会出现了。

未来,可控核聚变发电站可以直接建在市中心都没有问题,如果可以将反应装置小型化,那么就可以直接装在飞船、飞机上了。那时的人类文明不仅是核能文明,还是太空文明。


一枚游戏科幻迷


核聚变一旦投入正式运用,最明显的就是该国的能源问题可以说是得到了永远解决。石油可以就退出历史舞台了,那群靠石油富起来的中东国家,可就哭惨了。如果中国能率先掌握,老美估计得慌的不行,民族的复兴指日可待


咳咳,不多说了,下面就来介绍一些相关知识

核聚变

其实道理很简单,如果你能想法设法让两个原子的原子核(一般是氢同位素),撞到一起,聚合为一个新的原子核。在这个过程中能释放出巨大能量。爱因斯坦的质能方程就能派上用场了。

不过人工核聚变也是分层的。像氘氚聚变是最早的一代核聚变,比如

一个氘和一个氚反应,就能释放出17.6兆电子伏特的能量。虽然原料是海水,可以说用不完,但是也有缺点。就是要释放出中子,这样会导致聚变装置寿命降低。最完美的当属氦3反应,没有中子,也没有氚的放射性。

可控核聚变的难点

高温高压:高温可以让粒子运动速度加快;高压,可以是粒子运动范围缩小,而这两个都能提高粒子相互撞击的概率。


太阳为例,我们知道太阳无时无刻不在进行这核聚变反应。为什么它能那么稳定持续的输出能量呢?因为太阳发生反应的内核,温度在一千到两千万度左右,并且有着强大的引力约束。所以原子核相撞的前提就有了。

那项技术是恒星的专利,在地球模拟不了

。于是我们只能提高温度,甚至要达到上亿度。但是这么高的温度的等离子体,增压才能控制住,保证反应装置不被“烫”坏?目前主流的方法都是磁约束,这些高温等离子体,被磁场拘在一起,维持聚变的状态,不停的旋转运动。

所以如何做到持续的高温的同时,还能保证装置不被损坏。

我们离正式投入使用估计还有几十年要走。

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