网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

可控核聚变一旦实现,100克的核燃料,可以让一辆汽车跑多远?

0
分享至

可控核聚变要是真成了,100克核燃料塞进一辆汽车,到底能跑多远?

几百公里,几万公里,还是远到让人不敢想?

2025年初,中国“人造太阳”EAST跑出了1066秒的高约束模运行纪录,法国WEST紧跟着刷新了时长,美国国家点火装置也多次刷新聚变产能纪录。

想弄明白那100克燃料的分量,得先从能源这件事说起。

能源是宇宙运行的基本货币。



它照亮千家万户,促进植物生长,也为计算机提供电力。

人类获取能源的途径多种多样:燃烧化石燃料、分裂原子,或让阳光照射在太阳能电池板上。

然而,每一种方式都存在各自的缺陷。

化石燃料燃烧会产生有毒物质,核裂变会留下难以处理的核废料,而在阴雨天气里,现有电池也难以储存足够的电能。

相比之下,太阳似乎拥有几乎取之不尽的免费能量。

于是,一个问题随之而来:人类能否在地球上建造一个“太阳”,把星星装进瓶子里?



太阳之所以能够持续发光,是因为其内部发生着核聚变。

简而言之,核聚变是一种热核过程,参与反应的物质必须被加热到极高温度,使电子脱离原子,形成等离子体。

在这种状态下,原子核与电子可以自由穿行,为聚变反应创造了条件。

由于原子核都带正电,彼此之间存在强烈的排斥力。

要克服这种斥力,粒子必须以极高的速度运动,而极高的速度意味着极高的温度,需要达到数百万摄氏度。

恒星依靠自身庞大的质量达到这一条件,其核心的巨大压力产生热量,迫使原子核相互挤压。



在这种压力之下,原子核彼此结合、发生聚变,形成更重的原子核,并在此过程中释放出能量。

科学家希望在新一代发电厂中利用的,正是这种能量,也就是聚变反应堆。

然而在地球上,人类无法复制恒星那种依靠巨大引力挤压物质的方式。

因此,要建造能够通过聚变产生能量的反应堆,就必须采用更为巧妙的方法。

迄今为止,科学家已经发展出两种将等离子体加热到足以发生聚变的途径。

第一种是磁约束,利用磁场将等离子体压缩在环形腔室中,使反应在其中进行。



以法国的国际热核聚变实验堆为代表,这类磁约束反应堆依靠超导电磁铁运行,并使用液氦将磁体冷却到接近绝对零度的状态。

与此同时,腔室内的等离子体温度却高达上亿摄氏度,这使其成为已知宇宙中温差最大的装置之一。

第二种方式被称为惯性约束,即利用超强激光发出的脉冲加热燃料颗粒表面,使燃料向内压缩,在极短时间内达到足以发生聚变的温度和密度。

目前世界上最强大的激光器之一,就被用于美国国家点火装置的聚变实验之中。

无论是这些实验,还是世界各地其他类似的研究,目前都仍处于实验阶段,相关技术尚在开发之中。

虽然科学家已经能够实现聚变反应,但就整个系统而言,投入的能量仍多于产出的能量。



这项技术距离真正具备商业价值,还有很长的路要走。

也许聚变发电永远无法实现,在地球上建造一座可行的聚变反应堆或许根本不可能。

但如果能够成功,它将拥有极高的效率:一杯海水所能产生的能量,可与一桶石油相当,而且几乎不会产生废弃物,这一前景令人向往。

之所以如此,是因为聚变反应堆以氢或氦作为燃料,而海水中富含氢元素。

不过,并非所有的氢都能用于聚变,只有含有额外中子的同位素,即氘和氚,才能产生所需的反应。

氘性质稳定,在海水中储量丰富,获取相对容易。



氚的情况则要棘手得多。

它具有放射性,全世界的储量可能只有约20千克,且大部分存在于核弹头中,因此价格极为昂贵。

这意味着,人们或许需要寻找另一种可以与氘配合进行聚变的物质,以替代稀缺的氚。

氦的同位素氦-3可能是理想的替代品,遗憾的是,它在地球上同样极为稀少。

不过,月球或许能够提供答案。

在数十亿年的时间里,太阳风可能已在月球表面积累了大量氦-3,人们无需人工制造,只需开采即可。



如果能够从月球尘埃中分离出氦-3,人类就将拥有足以满足全世界能源需求数千年的燃料。

对于那些此前尚未被说服的人而言,这无疑为建立月球基地又提供了一个有力的理由,也让聚变能源与太空探索紧密联系在一起。

或许有人认为,建造一个小型“太阳”听起来仍然有些危险。

但事实上,聚变反应堆比大多数其他类型的发电厂更加安全。

与核裂变电站不同,聚变反应堆不会因堆芯熔毁而引发灾难。

一旦聚变过程失控,等离子体便会膨胀冷却,反应随之停止。



简单地说,聚变反应堆并不是一颗炸弹。

不过,作为燃料的氚一旦泄漏,可能对环境构成威胁。

氚能够与氧结合生成具有放射性的水,若渗入自然环境,可能造成严重危害。

所幸反应堆中实际使用的氚仅有几克,即便发生泄漏也会很快被稀释。

由此看来,聚变能源似乎描绘了这样一幅图景:只需利用普通的水,便能获得近乎无限的能量,而且无需以牺牲环境为代价。

那么,这样的设想是否存在代价?



答案在于成本,这也是聚变能源面临的最大现实障碍。

目前,人们并不知道聚变发电能否在商业上真正可行。

即便技术取得成功,建造聚变电站的费用也可能十分高昂。

其最主要的不足在于,这仍是一项未经验证的技术,相当于一场耗资数十亿美元的赌注,结果难以预料。

这些资金或许可以更好地投入到其他已被证明行之有效的清洁能源领域。

也许人类应当及时止损。



但换一个角度看,当回报是惠及所有人的无限清洁能源时,这场赌注或许值得一试,而答案仍有待时间与科学去检验。

说回开头那个问题。

一杯海水里的氘就能顶一桶石油,那100克氘氚燃料要是全部聚变,放出来的能量差不多能顶800吨汽油。

800吨是什么概念?

一辆家用车油箱也就50升左右,得加满两万多次才够。

换成里程更吓人。



按百公里8升的油耗算,这些能量够一辆普通轿车跑上大约1000万公里。

绕地球赤道一圈是4万公里出头,这么一算,能绕整整250圈。

司机换了好几茬,车估计都散架了,燃料还没烧完。

而且这还是往保守了算。

真要换上氦-3这类更给力的燃料,能量密度还能再往上蹿一截。

一小撮燃料就能干完过去几座油田的活儿,“终极能源”这顶帽子,核聚变戴得一点都不虚。



当然,没人会真往汽车里塞个聚变反应堆。

上亿度的等离子体,加上接近零下273度的超导磁体,光这套家伙就得占好几栋楼。

更现实的路子是聚变电站先发出电,再给电动车充上,这100克燃料的能量照样能开进千家万户的车库。

燃料也不愁断顿。

氘直接从海水里提,全世界海洋里的存货够人类用上几十亿年。

氚少是少了点,可以靠人工去造,实在不行还能打月球上氦-3的主意。



说白了,以后加“油”的地方,可能就是大海和月亮。

麻烦在于,这扇门到现在还没推开。

两条路线都还在实验室里打转,投进去的能量比收回来的多,几百亿美元砸进去,谁也不敢打包票。

有人觉得这钱不如花在风电光伏上,这种声音也不是没道理。

可真要赌赢了,换来的就是几乎用不完的干净能源。



到那时候,100克燃料跑1000万公里就不再是纸上算出来的数字。

这场比赛还没到终点,但钥匙一旦攥在手里,整个世界都会换个模样。

声明:个人原创,仅供参考

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
杭州、砀山、商南接连通报:几起案件背后,为什么总绕不开“中年困境”?

杭州、砀山、商南接连通报:几起案件背后,为什么总绕不开“中年困境”?

迷世书童
2026-11-10 18:05:28
回顾:75万根钢针从天而降,上千人10分钟被刺穿,上万人吓得跪地求饶

回顾:75万根钢针从天而降,上千人10分钟被刺穿,上万人吓得跪地求饶

奇趣放大镜
2026-11-10 12:47:00
莫斯科“中国城”等地数百年轻人被捕!还收到征兵传票

莫斯科“中国城”等地数百年轻人被捕!还收到征兵传票

项鹏飞
2026-11-09 19:20:37
花坛藏尸案被告人受审现场曝光,整容痕迹明显!曾改名潜逃

花坛藏尸案被告人受审现场曝光,整容痕迹明显!曾改名潜逃

南方都市报
2026-11-10 15:17:14
内塔尼亚胡已明确表示:以色列新一届联合政府不能支持甚至依赖哈马斯,应该由我主导,因为我领导的利库德集团获得了最多的选票

内塔尼亚胡已明确表示:以色列新一届联合政府不能支持甚至依赖哈马斯,应该由我主导,因为我领导的利库德集团获得了最多的选票

吉刻新闻
2026-11-10 20:50:05
刚打完电话就变脸,美国把锅甩给中国,趁机提过分要求,触及红线

刚打完电话就变脸,美国把锅甩给中国,趁机提过分要求,触及红线

巷北楠猫本尊
2026-11-11 16:53:59
真是难以置信!一个中锋球员竟能如此之软!东部第一被轰22分,恩比德31分钟只进2球,赛后纳斯一句话让人心里发凉!41岁詹姆斯选错队了

真是难以置信!一个中锋球员竟能如此之软!东部第一被轰22分,恩比德31分钟只进2球,赛后纳斯一句话让人心里发凉!41岁詹姆斯选错队了

锐评利物浦
2026-11-11 16:04:21
54人参加婚宴后呕吐腹泻紧急送医,涉知名酒店,官方公布处罚决定

54人参加婚宴后呕吐腹泻紧急送医,涉知名酒店,官方公布处罚决定

南方都市报
2026-11-11 16:18:49
黄乐亲吻黄仁勋画面曝光,该女子身材苗条,五官清秀精致颜值很高

黄乐亲吻黄仁勋画面曝光,该女子身材苗条,五官清秀精致颜值很高

点点细语
2026-11-09 10:29:15
黄仁勋与黄乐的瓜算力圈6月就知道了:老黄是个好人,保全了女方

黄仁勋与黄乐的瓜算力圈6月就知道了:老黄是个好人,保全了女方

西游日记
2026-11-10 16:18:39
75岁以上老人,仅生活能自理还不够,如有这四个本事才是真的厉害

75岁以上老人,仅生活能自理还不够,如有这四个本事才是真的厉害

暖风吹过竹林
2026-11-11 10:15:47
丰田章男的孤独:新发动机一箱油跑1200公里,但世界不跟他玩了

丰田章男的孤独:新发动机一箱油跑1200公里,但世界不跟他玩了

青史卷中人
2026-11-08 19:49:28
演员童瑶发文告别

演员童瑶发文告别

背包旅行
2026-10-16 11:55:16
一场7-0!贝林厄姆不像中场,凯恩不像32岁,克罗地亚不像强队

一场7-0!贝林厄姆不像中场,凯恩不像32岁,克罗地亚不像强队

开着车去流浪
2026-10-04 20:37:09
美国机场只要是飞往印度的航班,登机口永远挤满密密麻麻的轮椅

美国机场只要是飞往印度的航班,登机口永远挤满密密麻麻的轮椅

西楼知趣杂谈
2026-11-10 21:30:24
黄奇帆之子黄然非,魏桥集团商业往事

黄奇帆之子黄然非,魏桥集团商业往事

新浪财经
2026-11-10 22:41:56
拒23分逆转!热火送爵士9连败垫底 字母哥30+11总分超佩顿

拒23分逆转!热火送爵士9连败垫底 字母哥30+11总分超佩顿

醉卧浮生
2026-11-11 12:43:58
油价从107美元回落到90美元,国内92号汽油为何只降约0.2元/升?

油价从107美元回落到90美元,国内92号汽油为何只降约0.2元/升?

沙雕小琳琳
2026-11-11 07:20:44
2008年的一次聚餐上,张伟平酒后用手指戳赵本山头,赵本山没有争执;事后张伟平解释称:他脑袋里有支架,我让他血管再堵上,我戳死他

2008年的一次聚餐上,张伟平酒后用手指戳赵本山头,赵本山没有争执;事后张伟平解释称:他脑袋里有支架,我让他血管再堵上,我戳死他

人生录
2026-11-11 00:05:16
风向突变!美国民主党刚拿下国会两院,就要给乌克兰150亿美元军援!俄罗斯柴油运输船已经紧急调头返航,美俄柴油交易名存实亡!

风向突变!美国民主党刚拿下国会两院,就要给乌克兰150亿美元军援!俄罗斯柴油运输船已经紧急调头返航,美俄柴油交易名存实亡!

吃瓜小侦探
2026-11-09 10:47:49
2026-11-11 17:39:00
青史卷中人 incentive-icons
青史卷中人
青史卷中人
808文章数 144关注度
往期回顾 全部

科技要闻

黄仁勋承认出轨:伤害了妻儿,毫无借口

头条要闻

牛弹琴:果然是一场闹剧 这个世界就没有特朗普做不到

头条要闻

牛弹琴:果然是一场闹剧 这个世界就没有特朗普做不到

体育要闻

大连足球这些年的起落,都从他身边经过

娱乐要闻

黄仁勋与黄乐合照曝光,吃饭氛围暧昧

财经要闻

72岁王健林重回“一号位”

汽车要闻

限时权益价8.88万 吉利星愿STAR限定系列发布

态度原创

亲子
本地
艺术
手机
公开课

亲子要闻

幼儿园3年减少5.73万所

本地新闻

乌兰察布:以前种土豆,现在种Token

艺术要闻

17位 国外画家笔下的女子

手机要闻

全系都有背屏!荣耀700系列续航不打折扣:7.96mm厚度同档最大电池

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版