在很多科幻作品中,我們都可以看到将水變成能源的設想——無論使用什麼交通工具,隻需要加入水,就可以獲得充足的能源。相比目前我們使用的化石燃料,水的價格要低很多,而且獲得水的方式也要簡單很多,但是水看起來無色無味,水真的可以成為燃料嗎?
事實上,把水變成燃料并非是無稽之談,而是存在科學理論的支持,但是想要讓水轉換成能量,人類首先需要掌握可控核聚變技術。
核聚變技術,可以讓水成為燃料嗎?
核聚變技術與目前的核電站并不相同,核裂變技術以重元素的放射性衰變為基礎,利用放射性元素的自然衰變,将放射性元素釋放的能量轉換為人類需要的電能。而核聚變技術,則是利用氫元素為燃料,利用原子核的碰撞融合,産生能量。
地球上常見的水資源,裡面含有充足的氫元素,利用這些水資源或海水,就可以作為核聚變的燃料,釋放出巨大的能量。
核聚變技術,讓水有可能成為燃料,但是核聚變發生的條件非常苛刻,需要異常強大的壓力或非常高的溫度。
太陽系中的太陽,就是一個天然的核聚變反應堆,太陽由于體積龐大,可以提供足夠的壓力,讓太陽内部的氫元素發生氫氦核聚變反應。在地球上,我們的科技還無法提供足夠的壓力,因此隻能夠提供更高的溫度,來引發核聚變反應。中國的東方超環,已經實現在1億攝氏度的溫度下,進行10秒以上的核聚變反應。
雖然世界各地的核聚變實驗室都在嘗試實現可控核聚變,但是這個過程十分艱難,核聚變反應的持續時間,每提升1秒都需要付出巨大的努力。從目前的實驗結果來看,在地球上進行核聚變,消耗的能量依舊大于産出的能量,因此核聚變技術還有很長的路要走。
科學家在進行核聚變反應時,主要使用較輕的元素作為燃料,目前的主流燃料是氦3、氕、氘、氚等,想要直接用水作為燃料,也需要很長時間的研發。
核聚變技術,可以運用到交通工具上嗎?
核聚變技術本身就十分困難,目前的核聚變設備也都非常巨大。想要引發核聚變反應,需要到達上億攝氏度的高溫,因此地球上的材料無法容納核聚變反應堆,所有的核聚變反應堆都需要使用強大的磁場,将其約束在特定的區域内。
核聚變反應堆的高溫,是核聚變反應堆普及的難題,畢竟車裡有一個上億攝氏度的反應堆,相信大家開車也不會很安心~
核聚變反應堆還有另外一個限制,就是啟動十分困難。從反應堆的加壓、升溫,到核聚變反應的發生,這個過程非常耗費時間,而且需要巨大的能量。
如果核聚變技術在汽車上使用,那麼我們必須找到快速啟動核反應堆的方法,否則每次啟動汽車都需要很長時間,而且還需要有外接能源為反應堆加壓升溫;或者我們讓核聚變反應堆24小時不停工作,如果車載核聚變反應堆可以24小時工作,那麼我們的汽車就可以為我們的房子供電,而且電量綽綽有餘。
從目前人類對核聚變技術的掌握能力來看,想要實現可控核聚變,或許還需要很長的時間,并且核聚變反應堆的體積也不會在短時間縮小。
但是人類的科技一直日新月異,可控核聚變如果成功,能源問題的解決,必然會讓人類科技飛速發展,加水就可以獲得能源的汽車,未來很有可能會出現!
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