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质能转换有多厉害 质子散多少钱一盒( 三 )

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当然 ， 这只是理论上完美转化达到的效率 ， 在实际操作中 ， 无法达到这种效率 。因为燃料不可能达到100%的纯度 ， 也不可能达到100%的全部裂变反应 。比如原子弹爆炸 ， 在裂变反应还没有完全时 ， 就炸散了 。据一些资料介绍 ， 广岛原子弹实际效率只达到1.2% ， 就是这个道理 。
核聚变的效率比核裂变又要高多了 ， 太阳和一切恒星能够源源不断的辐射出能量 ， 就是因为其核心持续的进行着核聚变 。由于核聚变发生要极高的温度或高压 ， 如何将核聚变能量控制在一个容器里持续缓慢地释放 ， 还是一个全世界正在研究的难题 。
核聚变为啥叫“人造小太阳”？这是由于核聚变模仿的是太阳质能转换方式 ， 因此 ， 人们又把可控核聚变叫做“人造小太阳” 。但请大家要厘清的是 ， 人造小太阳不是制造出一个闪闪发光的小太阳照耀着人间 ， 而是利用太阳核心这种核聚变方式获得能量 ， 用于发电或动力 ， 来造福人类 。
事实上 ， 人造小太阳只是一个巨大的机器 ， 这种机器叫托卡马克装置（见上图） ， 核聚变反应就控制在这个机器里进行 。
可控核聚变要解决的最大难题有两个 ， 一个是要将亿度高温约束在一个笼子里 ， 而世界上没有任何物质能够耐受如此高温 。现在对核聚变高温等离子体约束采用的主要有磁约束和惯性约束 ， 过去讲过多次 ， 这次就不细讲了 。
另一个难点就是能量输入与输出比 ， 只有输出比输入大一定数量级时 ， 这个技术才有价值 。点燃核聚变需要很高点火温度 ， 也就需要输入很大能量 ， 如果输入能量比输出能量还大 ， 或者只小一点点 ， 就没什么价值了 。
现在这两个难点都在不断克服 ， 各国都取得了不少进展 ， 在这个领域中国走在了世界前列 ， 约束核聚变高温等离子体的温度和时间在不断延长 ， 现在实现了1.2亿度约束101秒的突破 。
但这种指标距离可控核聚变真正实现商业应用 ， 显然还有很大的差距 。
核聚变质能转化率依然很低 ， 未来还有更高的吗？越重的元素核聚变条件要求越苛刻 ， 如氦核聚变温度就至少要2亿度以上 。因此现在可控核聚变还只能从最轻的元素~氢开始 ， 因为这种聚变要求的温度条件是最低的 。地球上的可控氢核聚变 ， 通俗地说 ， 就是在1亿℃温度条件下 ， 氢原子核不断融合成更重的氦原子核的过程 ， 这个过程会有0.7%的质量转化为能量 ， 比核裂变质能转化率高出6倍 。
也就是说1kg的氢 ， 有7g质量转化为能量 ， 根据质能方程计算 ， 可得到6.3*10^14J的能量 。这个能量相当于1.75亿度电 ， 或者15万吨TNT炸药爆炸的威力 。当然 ， 核聚变也像核裂变一样 ， 受诸多因素影响 ， 效率并不会达到完美的100% 。
但不管怎样 ， 这已经是人类现在能够掌握最高效率的质能转化了 。
从质能转化率0.7%到100% ， 这期间还有99.3%的空白 ， 等着人类去发现 。未来 ， 人类还能够找到更高效的质能转化方法吗？不知道 。但可以肯定的是 ， 越高的质能转化率 ， 转化的条件要求就越高 。我相信 ， 人类科学不断发展 ， 总会有新的突破 。
最完美的质能转化就是反物质与正物质的碰撞 ， 1kg反物质与1kg正物质湮灭 ， 能够得到2kg的质能转换 。不过反物质在我们世界非常稀少 ， 科学家们花费巨大能量实验了几十年 ， 全世界得到的反物质粒子（质子和原子）加起来只有15ng（纳克） ， 全部湮灭还不够烧一杯开水 。
当然 ， 也幸好我们世界反物质极少 ， 否则恐怖分子随便弄一把 ， 人类就没办法存在下去了 。你说呢？欢迎讨论 ， 感谢阅读 。
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