“人造太阳”是我们的终极能源吗?

10月21日看到各大新闻都在介绍中国“人造太阳”的重大突破:中国环流器二号M装置(HL-2M)研究再获新突破,等离子体电流突破100万安培(1兆安),这算是我国对核聚变点火又进了一步,值得我们大家为之骄傲,在这个时候就和大家聊聊未来能源的方式,你想过吗?人类的终极能源到底是什么?

先梳理下人类能源的发展脉络,首先人类的能源认识是从认识“火”起步的,如东西方传说的普罗米修斯盗取火种和燧人氏钻木取火。

钻木取火

实际上人类祖先在50万年前就学会使用火了,而能源的产生方式主要经历以下三个阶段:

(1)薪柴:是最古老的方式,利用方式有燃烧取火、驯养家畜等方式,这种方式经历了农业社会、农业社会直到现在还在使用,主要是获取方式方便,但是能量密度较低。

(2)化石能源:主要是石油、煤炭、天燃气等,人类使用煤炭在2000多年前就开始了,中国则是在西汉时期开始使用,宋代开始大量使用,而真正大规模使用是18世纪在英国发生的能源技术革命,继而是19世纪以石油为燃料的内燃机被发明出来后开始普及,直至今日,人类对化石能源的依赖还是非常严重,俄乌冲突造成的偶尔能源危机也正说明了这一切,但是化石能源的缺点也比较明显,如温室效应、气候骤变、不可再生等等。

石油开采

(3)核能:20世纪开始,人类在能源认识上取得重大突破,通过控制原子核的变化——核裂变和核聚变来获取巨大的能量,如美国在技术成功后于二战结束前在日本广岛和长崎投下两颗原子弹,也让人类认识到了核能的威力,此后英国、苏联、美国和中国先后建立了发电的核反应堆,印象比较深的就是小学课本里的秦山核电站。同时最近比较热门的“人造太阳”是核聚变的一种方式。

托卡马克装置-人造太阳

其余的能源方式还有风能、水能、潮汐能等等,都是可持续能源,也是当前人类为了环境达到“碳中和”而使用的清洁能源。

那核能,尤其是核聚变真的是我们的终极能源吗?有人说核能地球上的氢元素非常多,据科学家推算,0.03克的氘释放出的能量等于300升汽油燃烧释放的能力,而海水当中蕴含的氘就有45万亿吨的氘,同时宇宙还存在大量的氢,如木星中,几乎取之不尽用之不竭,那真是就能成为终结能源吗?我理解是“非也”,因为人类要探索宇宙,必然还会继续发现新的能源,从小编的知识看,还有两种能源是我们可以继续探索的:反物质黑洞能源

(1)反物质:众所周知,物质是由电子、质子和中子组成,而反物质则是电量相等电性相反的物质,最早由英国物理学家保罗·狄拉克提出,且在1932年由美国科学家安德森在实验中证实。能源释放是通过正反物质湮灭产生,效率基本达到100%,据专家估算,一克反物质释放的能力是美国扔在日本广岛的原子弹的威力的2000倍,但是当前技术制造反物质的成本相当昂贵,1克价值62.5万亿美元,且难以保存,还需要人类技术的进一步发展才有可能实现利用。

(2)黑洞能源假说:2020年的诺贝尔物理学奖获得者罗杰·彭罗斯,早在1969年时候就提出了从黑洞中获取能源的可能。彭罗斯认为黑洞除了中心的奇点和外围的事件视界之外还有个区域叫能层,黑洞的自转会导致能层的空间发生扭曲,当有物质落入能层内,会被撕裂成两部分,其中一部分会从黑洞获取能量并逃离引力力,而这部分逃离的物质携带的能量比另一部分时要大21%。彭罗斯则设想是在黑洞能层的边缘处建造能量吸收装置来不断获取能量。还有一部分科学家提出利用黑洞周围的磁场相互作用提供能源。如果有可能,这都是人类获取能源的方式。

黑洞

以上是小编经过查阅和汇总的信息,终极能源也是疯狂的未来,不知道讲的是否对,欢迎大家评阅!

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页面更新:2024-03-01

标签:罗斯   能源   反物质   核能   黑洞   中国   能量   物质   人类   太阳   方式

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