大家應(yīng)該都看過漫威的電影《鋼鐵俠》，托尼·史塔克穿著戰(zhàn)衣上天入地，充當(dāng)著世界警察的身份與邪惡勢力作斗爭。不知道你是否曾想過這個戰(zhàn)衣的能量來源到底是什么？
說到人類利用能量或者獲取能量的方式最簡單的例子就是“燒熱水”，這個效率是非常低的。目前我們的發(fā)電廠最多的還是火電、水電，而風(fēng)電、核電等新型能源還是在少數(shù)，并不占據(jù)重要地位。火電就是“燒鍋爐”，把化石能源的能量通過燒熱水的方式傳遞出去，最終水蒸氣會帶動汽輪機(jī)工作，從而同軸帶動發(fā)電機(jī)運(yùn)動切割磁感應(yīng)線，這個時候電流在閉合線圈中就產(chǎn)生了。而水電就是利用水的重力勢能，整個過程大體上跟火電也比較類似。而風(fēng)電就是把風(fēng)能作為能量來源。
最后主要來說一下核電，目前的核電站都是通過核裂變的方式來獲取能量，重原子核在外力作用下被轟擊分裂成多個質(zhì)量較小的原子，在這個過程中會有質(zhì)量損失。損失的質(zhì)量都是按照愛因斯坦質(zhì)能方程轉(zhuǎn)化為能量。最常見的是應(yīng)用鈾裂變，當(dāng)熱中子轟擊到鈾-235原子后發(fā)生核裂變，這個過程會釋放出2到4個中子，之后這些中子再去撞擊其它鈾-235，最后就形成了核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
但人類想要的能量利用方式不是核裂變而是核聚變，現(xiàn)在人類對于核聚變的應(yīng)用主要是在軍事武器上，例如氫彈的原理就是核聚變，但是這個過程并不可控。人類希望掌握可控核聚變技術(shù)，就像是太陽內(nèi)核處發(fā)生的反應(yīng)一樣。因此這種技術(shù)又被人稱為“人造太陽”，太陽內(nèi)核處每秒鐘都有6億噸氫核發(fā)生聚變，生成5.95億噸的氦，損失的500萬噸質(zhì)量就轉(zhuǎn)化為能量，以光和熱的形式向宇宙中傳播。
太陽內(nèi)核處之所以一直在進(jìn)行著可控核聚變，主要是因?yàn)槠渥陨淼囊λ葑饔?，讓其?nèi)核處產(chǎn)生很大的壓力和溫度，在這兩種條件下誘發(fā)氫核聚變。那么人類要想實(shí)現(xiàn)可控核聚變，也要達(dá)到這兩種條件，除去之外還需要找一個“容器”，這個容器可以用來裝這些高溫高壓告訴撞擊的粒子。但是目前人類沒有什么物質(zhì)能夠抵抗這兩種條件，也就是沒有容器?。?/div>
目前人類為了解決這個問題，就制造了一種特殊的裝置-超導(dǎo)托卡馬克，這是一種利用磁約束和真空絕熱來實(shí)現(xiàn)可控核聚變的環(huán)形容器，在我國就被稱為人造太陽。如果有一天人類掌握了可控核聚變技術(shù)，那么開車不用再消耗化石能源，飛機(jī)可以一直繞著地球飛行不停止，總之能量的利用效率大幅度提高。
當(dāng)可控核聚變技術(shù)實(shí)現(xiàn)后，下一步的主要工作就是把“反應(yīng)堆”縮小化，就像是文章開頭所說的，鋼鐵俠的能量來源實(shí)際上就是微型的核反應(yīng)堆。人類要想飛出地球進(jìn)行星際旅行，這是必須要掌握的技術(shù)。因?yàn)榭煽睾司圩兊男史浅８撸词箶y帶少量的燃料就可以讓一個機(jī)器一只運(yùn)轉(zhuǎn)，人類未來飛出地球?qū)ふ倚碌募覉@。在漫長的星際旅行中，最重要的就是能量供應(yīng)。如果按照目前的科技水平，只能應(yīng)用常規(guī)方法，那么會需要攜帶大量的燃料。
人類文明的發(fā)展，需要掌握這項(xiàng)技術(shù)。
文/杜若，圖片來源網(wǎng)絡(luò)侵刪。
歡迎關(guān)注我們：科學(xué)黑洞！
本站僅提供存儲服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請
點(diǎn)擊舉報。
