自從20世紀(jì)科學(xué)巨人—阿爾伯特·愛(ài)因斯坦推導(dǎo)出了那個(gè)著名的公式：E=MC2，用以闡述質(zhì)能互變的原理之后，人類(lèi)從此明白了物質(zhì)與能量之間的關(guān)系，認(rèn)識(shí)到世界上每一種物質(zhì)都處于不穩(wěn)定狀態(tài)，有時(shí)會(huì)分裂或合成，變成另外的物質(zhì)，物質(zhì)無(wú)論是分裂或合成，都會(huì)產(chǎn)生能量，所以，核能將成為人類(lèi)未來(lái)最有希望的能源。
人類(lèi)利用核能的方式，以當(dāng)前的技術(shù)水平而言，主要有重元素的裂變與輕元素的聚變。重元素，如鈾的裂變，已進(jìn)入了實(shí)用階段。其基本的原理是采用人工方法轟擊鈾的原子核，使之分裂，從而釋放出巨大的能量。1千克的鈾裂變時(shí)所釋放出的熱量，足可相當(dāng)于2500噸優(yōu)質(zhì)煤燃燒釋放出的全部熱能。原子能的功效是如此巨大，于是就有了原子能發(fā)電，原子能電站也開(kāi)始分布于世界各地。
目前，全球已建成和正在建設(shè)的原子能發(fā)電站已逾千座。在原子能發(fā)電蓬勃發(fā)展的同時(shí)，整個(gè)世界對(duì)燃燒鈾的需求也隨之猛增。然而，鈾這種物質(zhì)在陸地上的儲(chǔ)量并不豐富，適合開(kāi)采的鈾礦只有100余萬(wàn)噸，即使連低品位的鈾礦及其副產(chǎn)品鈾化物一并計(jì)算在內(nèi)，總量也不會(huì)超過(guò)500萬(wàn)噸。按目前消耗速度，僅夠人類(lèi)使用幾十年。
然而在那浩瀚無(wú)際、神奇莫測(cè)的海洋中，卻溶解有超過(guò)陸地儲(chǔ)量幾千萬(wàn)倍的鈾。然而令人遺憾的是，海水中鈾的總量雖然巨大，可分布卻遠(yuǎn)不及陸地上那樣集中，海水中含鈾的濃度很低，1000噸海水中僅含3克鈾，從海水中提煉鈾，需要處理大量的海水，這從技術(shù)上來(lái)說(shuō)是一件非常復(fù)雜的事?，F(xiàn)在，人們已經(jīng)實(shí)驗(yàn)過(guò)的提煉方法有吸附法、共沉法、氣泡分離法和藻類(lèi)生物濃縮法等幾種。
重元素的裂變所釋放的能量已叫人嘆為觀止，那么輕元素的聚變又會(huì)有什么樣的情況呢？答案是：核聚變，例如氘、氚都是氫的同位素，在一定的條件下，它們的原子核可以相互碰撞聚變成為一種新的—氦核，同時(shí)將蘊(yùn)藏于其中的巨大能量釋放出來(lái)。一個(gè)碳原子完全燃燒生成二氧化碳時(shí)，能夠放出的能量為4電子伏特，而氘—氚反應(yīng)時(shí)所產(chǎn)生的能量則為400萬(wàn)電子伏特。根據(jù)計(jì)算，1千克氘燃料，至少可以抵得上4千克鈾燃料或者10000噸優(yōu)質(zhì)煤燃料。
氘在海水中分布甚廣，儲(chǔ)量巨大。海水中氘的含量為十萬(wàn)分之一，即每升海水中含有0.03克的氘。這個(gè)數(shù)字看起來(lái)未免有些微不足道。然而，就是這微小的氘，在核聚變時(shí)產(chǎn)生的能量足可與300升汽油相抵。更何況，海洋總體積為1.37×1018立方米，稍做計(jì)算，就可知道，海水中氘的總儲(chǔ)量竟達(dá)幾百億噸，數(shù)量之大，可為人們提供上億年的能源消費(fèi)。而且，氘的提取方法簡(jiǎn)便，成本也較低，核聚變堆的運(yùn)行也十分安全。所以，氘、氚的核聚變?yōu)槿祟?lèi)解決未來(lái)的能源消費(fèi)問(wèn)題展現(xiàn)了十分廣闊的前景。
當(dāng)然，同重元素的裂變一樣，輕核聚變也是一項(xiàng)十分復(fù)雜的技術(shù)。氘—氚的核聚變反應(yīng)需要在幾千萬(wàn)攝氏度、甚至是上億攝氏度的高溫環(huán)境下才能進(jìn)行。目前，這種反應(yīng)已在氫彈的爆炸過(guò)程中得以實(shí)現(xiàn)，至于用于生產(chǎn)目的的受控?zé)岷司圩冊(cè)诩夹g(shù)上還存在著許多困難。不過(guò)，相信隨著人類(lèi)科技的不斷進(jìn)步，總會(huì)有成功之時(shí)。
1991年11月9日，歐洲14個(gè)國(guó)家聯(lián)合出資，成功進(jìn)行了首次氘—氚受控核聚變反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。反應(yīng)時(shí)，發(fā)出1.8兆瓦電力的聚變能量，持續(xù)時(shí)間為2秒，溫度高達(dá)3億攝氏度，20倍于太陽(yáng)內(nèi)部的溫度。核聚變比核裂變產(chǎn)生的能量效應(yīng)高出600倍，比煤要高1000萬(wàn)倍。因此，科學(xué)家們認(rèn)為，氘、氚受控核聚變實(shí)驗(yàn)的成功，在人類(lèi)開(kāi)發(fā)新能源的整個(gè)歷程中具有里程碑式的意義。
科學(xué)家預(yù)測(cè)，核聚變技術(shù)和海洋氘—氚提取技術(shù)在最近20年內(nèi)將有望獲得重大突破，這給人類(lèi)擺脫能源危機(jī)的前景帶來(lái)了無(wú)限生機(jī)。
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