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未来的能源--重水

时间:2023-01-27 归属:100个未解之
  当今人类社会消耗能源已到了空前的水平,据统计,每年要消耗煤、 石油、天然气等碳氢化合物数十亿吨。如果按这个消耗水平,全世界碳 氢能源要不了 200 年就会枯竭。为了子孙后代的幸福,科学家已把注意 力集中在重水上,将它作为未来的能源。 重水为什么可作未来的能源呢? 重水是由氢的同位素氘和氧构成,氘原子不稳定,如果彼此碰在一 起就会产生聚变而形成氦,同时,放出巨大的能量,这个过程叫热核聚 变,放出的能量叫聚变能。据统计,由氘生成 4 克氢放出能量达 650000000000 卡热量(1890000000000 焦耳),威力极大的氢弹就是用 这个原理制成的。实验证明,1 公斤氘聚变成氦可放出相当于燃烧 4 万吨 煤的能量,相当于 1 亿度电。 在天然水分子中,约 7000 个水分子内含 1 个重水分子,由于 18 克 水含约 6.02×1023 个水分子,而 20 克重水中含有 4 克氘,这就不难算出 1 升水内约含 0.02 克氘,相当于燃烧 400 公斤煤放出的能量。地球表面 就有 13 亿 7 千立方公里水,其中含有氘 25 万亿吨,这相当于 5 万亿吨 石油,它至少可供人类使用 10 亿年。 但是,使氘聚变成为实际能量的技术问题有待解决。氘的聚变威力 巨大,一旦引发能像氢弹那样瞬时放出能量,就像一匹脾气暴躁的烈马 那样不易为人驾驭。因此,要使氘聚变用于生产和生活,还必须进一步 研究如何控制它,使它像原子能发电站那样,转变为日常使用的电能和 机械能。 最近,从英国的牛津郡欧洲核能聚变研究所传来捷报:在一次受核 聚变试验中,产生 1.7 兆瓦的电能,持续时间为 2 秒。这次反应比太阳 中心温度还高出 20 倍。这是人类将核聚变用于生产迈出的第一步。 经科学家研究,控制氘聚变必须具备三个条件:一是燃料必须是等 离子态;二是等离子粒子密度必须达到每立方厘米 100 万亿个;三是能 量约束时间达 1 秒钟以上。具备上述条件后,只需补充燃料(每秒约 1 克)氘聚变就可进行下去。目前,科学家已发明惯性约束途径和磁约束 途径两种方法,初步将氘聚变这匹烈马控制住。 未来能源——核聚变将给人类带来取之不尽、用之不竭的新能源。
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  • 关键词:未来的能源 重水
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