人类社会的进步发展,离不开能源的支持。尤其是在进入工业化生产之后,文明提升,对能源的需求更加的迫在眉睫。
1905年,爱因斯坦的狭义相对论问世,它奠定了整个现代物理学的基础。在此基础上,推导出质能转换方程E=MC^2。物质的质量和能量是当量关系,质量和能量可以互相转化。物质以质量亏损的物理方式释放能量。
核裂变是用中子轰击质量非常大的原子核,比如铀,钚等,让原子分裂成2个或者更多质量较小的原子核,这个过程有部分质量会损失而转化成能量释放。核电站,等已知的一切核应用,使用的都是核裂变技术。
人类对核裂变技术掌握的相对成熟。但是铀,钚等原材料储量稀少,价格昂贵,已探明的矿藏只够使用几百年。并且会产生大量长期的辐射和核废料。
核废料的处理是世界性的难题。美国是直接打包封装深埋极深地下等待将来技术提升。目前法国拥有世界上规模最大,工艺最成熟先进的乏燃料处理循环能力,不但满足本国需要,也同时为日本,西班牙,瑞典等国提供服务。我想这收费标准,应该极天富娱乐注册贵。印度在50年代就开始研究后处理技术,现在处于世界先进水平。目前只有英法俄印具有核废料后期处理能力。但是都不能彻底解决,不能处理的残余物和废液也要深埋地下。
同时第一壁的材料在高能中子的无尽撞击下,组成材料的原子核也会和中子发生核反应。称作“中子嬗变”。最开始实验是使用金属钼作为第一壁的材料,发现嬗变后的辐射无法处理,现在逐步换成了金属钨。
反应堆第一壁长期受中子辐射活化影响,原本没有放射性的物质都会被转换成放射性同位素。所有可以被转换的一切材料都附带放射性辐射。建材,水泥,管线等等。但是如果一味的考虑屏蔽而不考虑导热性,也不行。原子核变化释放的能量大部分正是这些中子携带。第一壁的任务就是在3千度的温度中把中子的热能导出转化。目前,人类还不曾拥有这样的材料。这需要作为应用科学的材料学在物理,化学,冶金等各方面获得突破。
第一壁的材料,在无数14MeV能量的中子的冲击下,材料晶格可以很轻易被击碎,引起脆化,蠕变,失效等问题,这导致第一壁变成耗材,需要频繁更换,这个价格也同样是天文数字,按照现有技术,建设一个“托卡马克”核聚变反应堆,需要几千亿美元。而第一壁占了很大比重,成本飙升。频繁更换的材料,同样是个辐射污染源。
太阳永不停歇的氢聚变生成了氦3,伴随着太阳风暴向宇宙吹拂。唯独地球的大气层和磁场起到了屏障的作用,无法沉积,目前地球已知的储量是500千克。
有一部科幻电影《月球》,描述的就是在月球采集氦3定期送回地球的故事,将来恐怕要从故事变成现实了。
在空间法还没有出现之前,在国际法还没有覆盖外层空间的时候,实力,才是利益的真正维护者,大气层外的广漠空间,还是丛林法则。优胜劣汰是永远心照不宣的生存之道。
将来有一天,如果我们中华民族的后代用上了月球氦3能源,这持之以恒延绵不绝的澎湃能源背后,不要忘了一代代默默无闻的先辈付出。核聚变发电并不会价格便宜清洁无害50年内实现几乎成悖论