科學(xué)家把宇宙文明分成7級(jí),其中1級(jí)是“行星文明”,2級(jí)是“恒星文明”。
很遺憾,地球還處于0.7級(jí)文明,因?yàn)槲覀冞€無(wú)法掌握地球上的所有能源。

怎么突破?越來(lái)越多的信息都指向了“可控核聚變”,另一種說(shuō)法是“人造太陽(yáng)”。
別看地球上有多種能源,例如煤炭、石油、水能、風(fēng)能等,但基本都跟太陽(yáng)有關(guān),例如風(fēng)是由大氣冷熱不均而產(chǎn)生的,背后是太陽(yáng)能。
那么太陽(yáng)能是如何來(lái)的呢?

太陽(yáng)內(nèi)部無(wú)時(shí)無(wú)刻都在產(chǎn)生核聚變,兩個(gè)輕原子核聚合成一個(gè)重原子核的過(guò)程中,會(huì)釋放一股巨大的能量。
4個(gè)氫核 → 1個(gè)氦核 + 2個(gè)正電子 + 2個(gè)中微子 + 能量
據(jù)科學(xué)分析,太陽(yáng)內(nèi)部每秒鐘有6億噸氫轉(zhuǎn)化為氦,等效于 400萬(wàn)噸氫燃燒釋放的熱量。
只要我們頭頂?shù)奶?yáng)不熄滅,它就是能源的最終版本答案,所以,咱們想要實(shí)現(xiàn)文明層次的躍進(jìn),最好最直接的辦法就是也造出一個(gè)“太陽(yáng)”,給我們提供源源不斷的能量。

核聚變需要高溫高壓環(huán)境,太陽(yáng)內(nèi)部溫度高達(dá)約1500萬(wàn)攝氏度,壓強(qiáng)高達(dá)3000億倍地球海平面大氣壓,這樣的條件是人力能創(chuàng)造的嗎?
還別說(shuō),我們可以通過(guò)磁約束和慣性約束來(lái)實(shí)現(xiàn)。
例如磁約束,我們對(duì)一個(gè)密閉環(huán)形空間施加磁力,把內(nèi)部離子鎖在里面,并且讓它們高速旋轉(zhuǎn),期間會(huì)不斷發(fā)生碰撞,接著開始慢慢融合,從而達(dá)到核聚變的層次,我們從中獲得能源。

目前,中國(guó)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置,創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄,標(biāo)志著中國(guó)“可控核聚變”技術(shù)走在世界前端。
核聚變能產(chǎn)生強(qiáng)大的能量,并且產(chǎn)生的放射性有害物質(zhì)較少,一旦完全掌握,這也意味著地球文明介于1級(jí)和2級(jí)文明之間。
自然界中,實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)難度較低的是氫的同位素(氘與氚)。

氚的應(yīng)用十分廣泛,例如核武器中的氫彈,原理是利用核裂變裝置爆炸能量引發(fā)氘、氚等輕核的自持聚變反應(yīng)。
說(shuō)句題外話,跟其他放射性元素半衰期動(dòng)輒數(shù)千萬(wàn)年、數(shù)億年不同的是,氚的半衰期極其短暫,僅有12.3年。

一旦過(guò)了半衰期,威力大打折扣,氫彈就需要定期更換氚,每年投入往往都需要數(shù)億美元,我的意思是,當(dāng)你聽說(shuō)某個(gè)國(guó)家大量囤積氫彈,要么極其舍得投入成本,要么就是假消息。
除了核武器要用氚之外,它還能被用來(lái)追蹤,例如用氚來(lái)標(biāo)記水分子,科學(xué)家能研究地質(zhì)水循環(huán),又或者氚還能被用來(lái)照明。
簡(jiǎn)而言之,氚被廣泛應(yīng)用在生態(tài)研究學(xué)、醫(yī)學(xué)、航空航天、制造業(yè)、軍事等領(lǐng)域。

那么氚有多少呢?
地球上的氚只有2公斤,其中10克在大氣中,13克在地下水中,其余都在海水中。
2公斤的氚能干嘛?別說(shuō)用來(lái)充當(dāng)“人造太陽(yáng)”的原材料,滿足其他領(lǐng)域的需求或許都不夠。
其實(shí)大家不用擔(dān)心,雖然地球上的天然氚只有2公斤,但我們卻能通過(guò)人工制造來(lái)生產(chǎn)氚。

第一種辦法,可以用中子轟擊鋰-6原子核,把鋁鋰合金放入反應(yīng)堆中,用低能量中子去不斷轟擊,就能產(chǎn)生氚。
- ?Li + n → 3H + ?He + 4.78 MeV
目前美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和俄羅斯Dimitrovgrad研究所,正在采用這種辦法,優(yōu)點(diǎn)是成本低,缺點(diǎn)是對(duì)技術(shù)要求高,無(wú)法穩(wěn)定生產(chǎn)氚,美俄的年產(chǎn)量低于2公斤。

第二種辦法,利用氘來(lái)俘獲一個(gè)中子,具體是將重水(D?O)中的氘,在吸收完一個(gè)中子后就會(huì)形成氚,接著用電解和低溫分餾技術(shù)提取出來(lái)即可,每一公斤重水一年能獲得0.005克氚。
當(dāng)然了,其他辦法也有,例如從核燃料后處理廠廢物中提取等,基本都屬于“吃力不討好”。

不過(guò)總的來(lái)說(shuō),氚雖然每年生產(chǎn)量不高,但好在成本也很低,只有2.5萬(wàn)美元/克,要知道,氚這類元素每一克都能迸發(fā)出巨大能量,所以年產(chǎn)2公斤就很不錯(cuò)了。
由此可見,地球文明想要實(shí)現(xiàn)突破,就需要不斷攻破“可控核聚變”技術(shù),雖然天然氚儲(chǔ)量有限,但好在人工氚已經(jīng)能滿足需求。
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