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,能让一辆汽车跑多远?

0
分享至

如果有一天,人类真的掌握了可控核聚变,那么仅仅100克的燃料,究竟能让一辆汽车跑出多远的距离?

人类获取能量的方式有很多种:燃烧化石燃料、分裂原子核、让阳光照射在光伏板上。



然而每一种方式都有自己的短板,化石燃料毒性极强,一边支撑工业,一边污染天空与海洋;核裂变留下的核废料本身就是棘手得让人头疼的"核废料问题";而现有的电池数量,远远不足以把阳光储存起来,供阴天和夜晚使用。

抬头看向天空,太阳却像一台永不停歇的发电机,拥有近乎无限、完全免费的能量。于是科学家们开始追问一个几乎像神话般的问题:我们能不能在地球上造一个太阳?能不能把一颗恒星,装进一个瓶子里?

太阳之所以能发光发热,靠的就是核聚变。说得简单一些,聚变是一种热核过程——原料必须被加热到极高温度,高到原子被剥去外层电子,形成一种被称作等离子体的物质状态。在这种状态下,原子核和电子不再规规矩矩地待在一起,而是像小球一样自由地四处弹跳。



说白了,聚变就是在人工模拟太阳内部那套反应:让轻原子核互相挤压、碰撞,然后融合成更重的原子核,并在这个过程中释放出海量能量。

中国在这块的研究起步并不算晚,从上世纪八十年代就开始搞环流器系列装置,一步一步积累经验,才有了今天在这条赛道上和国际巨头同台竞技的底气。

让原子核彼此靠近并不是一件容易事。所有的原子核都带正电,彼此之间天然相互排斥,就像两块同极的磁铁,怎么推都推不到一起。



要克服这种排斥力,粒子必须以极高的速度相撞,而"非常快"在这里就意味着"非常热"——需要达到数百万度,甚至上亿度的温度。

恒星之所以能轻松达到这种温度,是因为它们在用一种"作弊"的方式。

它们质量极大,核心的压力大得难以想象,重力把原子核硬生生地压在一起,直到它们融合成更重的原子核,并在过程中源源不断地释放能量。

科学家希望把这种能量释放,用在新一代电厂——聚变反应堆——上。可问题在于,在地球上,根本不可能复制恒星那种"暴力压缩"的方式。



地球上任何一座建筑,都提供不了恒星核心那种夸张的引力压力。于是,想在地球上搞聚变发电,就只能换个思路,想一些更巧妙的办法。

到目前为止,科学家已经发明了两种方法,将等离子体加热到足以发生聚变的温度。第一种反应堆利用磁场,把等离子体约束在一个甜甜圈形状的腔室里,让反应在这个无形的"笼子"中进行。

这类磁约束反应堆,比如位于法国的ITER,使用由液氦冷却的超导电磁体,温度被降至绝对零度以上几度之内。

也就是说,反应堆内部,几亿度的等离子体和接近绝对零度的磁体仅仅相隔几米,构成了已知宇宙中最极端的温度梯度之一。



第二种方法叫做惯性约束,它的思路完全不同——利用超强激光的脉冲,瞬间击中一粒米粒大小的燃料球,让它内爆。

燃料在极短时间内被压缩得又热又密,密度足以触发聚变。世界上最强的激光之一,就安装在美国国家点火装置NIF,专门用于这类实验。

这些实验以及世界各地类似的研究,目前都还停留在实验阶段。科学家确实已经能让聚变反应发生,但做一次实验所消耗的能量,大多数时候还是比聚变本身产生的能量更多。

这项技术距离真正商业化应用,还有很长的路要走,甚至有可能永远走不到那一步——在地球上建造一座持续稳定运行、能对外输送电力的聚变反应堆,或许本身就是一道几乎无法翻越的物理和工程难题。



但如果真的能走到那一步,它的效率将极其惊人。

一杯海水里所蕴含的聚变燃料,所能释放的能量相当于燃烧一整桶石油;换算到交通工具上,一百克聚变燃料所能驱动的汽车里程,理论上可以达到以百万公里计的量级,几乎相当于绕地球几十圈。

而更可贵的是,这个过程几乎没有什么有害废料可言。

之所以能做到这一点,是因为聚变反应堆用的燃料是氢和氦,而海水中富含氢元素。但并不是任何形式的氢都能被塞进反应堆里烧掉。



要让反应正确进行,需要特定的、多带了额外中子的同位素——氘和氚。

氘的情况非常理想,它是稳定的,不带放射性,在海水中含量丰富,每升海水大约含0.03克。

按照目前的测算,全球海洋里的氘储备够人类用上亿年,提炼成本低到每克仅仅十几美元左右的量级。相比之下,氚就麻烦得多:它具有放射性,全世界的存量可能只有大约20公斤,而且大部分还被锁在核弹头里,价格极其昂贵。

所幸的是,氚可以通过锂循环在反应堆内部"边用边造",而中国青海盐湖的锂储量占到全球三分之一,这意味着从燃料供应链的角度看,几乎可以自给自足。



因此,我们可能需要为氘找另一个"聚变搭档",而不是全靠稀缺的氚。氦-3就是一个潜在的好选项。可惜的是,它在地球上同样极其稀有。

但月球或许能给出答案——在数十亿年的时间里,太阳风一直在不停地往月球表面"吹",把大量的氦-3沉积在月壤之中。

换句话说,我们根本不必费力去制造氦-3,只需要去月球上"挖矿"。



如果真的能从月壤中筛出足够的氦-3,那所获得的燃料足够为整个地球供能数千年。如果说此前你还觉得建立月球基地没什么说服力,那现在,这又多了一个相当硬核的理由。

说到这里,可能有人仍会觉得心里发毛——在地球上造一个"迷你太阳",听起来总像是一件相当危险的事情。但事实恰恰相反,聚变反应堆比今天大多数类型的电厂都要安全得多。

它不像核裂变电厂那样,有潜在的灾难性熔毁风险。一旦约束失败,等离子体就会迅速膨胀、冷却,反应几乎立刻自行停止。



它不是一颗等着被引爆的炸弹,而更像一根稍一松手就会熄灭的蜡烛。

当然,像氚这样的放射性燃料如果泄漏,还是会对环境构成一定威胁。氚可以与氧结合,形成具有放射性的水,一旦渗入土壤和地下水系,可能会带来健康隐患。

好在反应堆在任何给定时间内使用的氚都不会超过几克,即使出现泄漏,也会被环境迅速稀释到难以构成实际伤害的程度。



至此,我们描绘出了这样一幅图景:从像海水这样再普通不过的物质里,有望获得几乎无限的能量,而且几乎不留下环境代价。那剩下的问题到底在哪里?

问题就在于——我们至今仍不敢打包票说,聚变发电终将走进现实。它最大的短板,依然是那句朴素的话:它还是一项尚未被证明的技术。

可一旦这条路真的走通,一百克燃料驱动一辆汽车跑上数百万公里,就不再是夸张的比喻,而是摆在眼前的日常。那意味着加油站、充电桩、燃油税、里程焦虑,统统将成为上个时代的名词。



从海水里提炼氘,从月壤里筛选氦-3,从盐湖锂中循环产出氚,人类正把能源的根,一点点扎进更辽阔的宇宙尺度里。

中国几十年磨一剑的环流器积累,加上全球范围内从ITER到NIF的接力攻关,正把"把恒星装进瓶子里"这个古老想象,推向可能被兑现的那一刻。

真正的难关,不只在物理,更在耐心。



聚变可能是五十年后的日常,也可能永远停在实验室里。但只要有一代人愿意继续走下去,一百克燃料跑穿一辆车一生的那一天,就不会只是幻想。

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
卡拉格:B费的发言简直是耻辱,没有卡里克他拿不了赛季最佳

卡拉格:B费的发言简直是耻辱,没有卡里克他拿不了赛季最佳

懂球帝
2026-10-22 06:51:11
哈啰顺风车主反映订单留言含招嫖暗语!平台称已封禁下单账号

哈啰顺风车主反映订单留言含招嫖暗语!平台称已封禁下单账号

南方都市报
2026-10-22 14:39:03
日本网友吐槽中餐油大份量足,对身体不好,美国网友一语戳破:别扯什么健康了,看看咱们自己的餐桌

日本网友吐槽中餐油大份量足,对身体不好,美国网友一语戳破:别扯什么健康了,看看咱们自己的餐桌

磊子讲史
2026-10-16 14:51:13
法国人回答为什么洗劫华裔店铺:在法国的中国人太有钱了,这不公平

法国人回答为什么洗劫华裔店铺:在法国的中国人太有钱了,这不公平

雪饼说
2026-10-21 10:17:35
亚锦赛爆大冷,张本智和被削11-0,松岛辉空遭零封,国乒男团决赛战韩国,中日女团争冠

亚锦赛爆大冷,张本智和被削11-0,松岛辉空遭零封,国乒男团决赛战韩国,中日女团争冠

好乒乓
2026-10-22 18:24:42
离谱!女子叫了辆顺风车,司机竟然是自己!车费还要全额收,平台:属于车主违规行为

离谱!女子叫了辆顺风车,司机竟然是自己!车费还要全额收,平台:属于车主违规行为

新浪财经
2026-10-22 16:05:00
美军飞行员私下有个梗,说在西太平洋飞了这么多年,见了中国战机不知道多少回,但就一件事一直看不懂!

美军飞行员私下有个梗,说在西太平洋飞了这么多年,见了中国战机不知道多少回,但就一件事一直看不懂!

林杰论事
2026-10-17 01:38:31
苍井空公开承认南京大屠杀:我在上学时学到过,一切的根源都在于战争

苍井空公开承认南京大屠杀:我在上学时学到过,一切的根源都在于战争

不掉线电波
2026-10-21 12:22:08
《纽约时报》社论|特朗普对乌克兰的背叛

《纽约时报》社论|特朗普对乌克兰的背叛

一半杯
2026-10-21 21:13:39
公安部多次提醒:卖掉旧手机,不只是丢自己隐私,孩子也会受牵连

公安部多次提醒:卖掉旧手机,不只是丢自己隐私,孩子也会受牵连

你在偷看谁
2026-10-08 19:57:01
祖国统一的时间点进入快车道,2027年6月前定会解决台湾省的问题

祖国统一的时间点进入快车道,2027年6月前定会解决台湾省的问题

冰语历史
2026-10-21 18:39:23
存款风向突变轮到银行承压:大批储户宁愿少拿利息,也要把存款拆开分散到不同银行,50万存款红线正在重写存钱逻辑

存款风向突变轮到银行承压:大批储户宁愿少拿利息,也要把存款拆开分散到不同银行,50万存款红线正在重写存钱逻辑

磊子讲史
2026-10-14 15:03:30
“简直不知羞耻,隐私都露出来了!”男子海边溺水,一穿泳衣的姑娘飞奔上前,为其实施心肺复苏,人救回来了,网上却有人骂她“不知羞耻”

“简直不知羞耻,隐私都露出来了!”男子海边溺水,一穿泳衣的姑娘飞奔上前,为其实施心肺复苏,人救回来了,网上却有人骂她“不知羞耻”

扶苏聊历史
2026-10-14 15:32:36
俄莫斯科地区遭大规模无人机袭击

俄莫斯科地区遭大规模无人机袭击

新华社
2026-10-22 12:49:02
神木问界车祸:139km/h超速撞击起火,孙少军一句“请个代驾也没多少钱的”的惋惜,引发舆论哗然

神木问界车祸:139km/h超速撞击起火,孙少军一句“请个代驾也没多少钱的”的惋惜,引发舆论哗然

火山詩话
2026-10-22 07:16:12
预警来了!今年冬天或是60年少见反常冬,三大特点,大家提早防范

预警来了!今年冬天或是60年少见反常冬,三大特点,大家提早防范

史行途
2026-10-22 02:32:10
高校教师只敢“自保式教学”?上课只敢念大纲、下课不敢跟学生说话,班里那个匿名“信息员”,到底在监督什么?

高校教师只敢“自保式教学”?上课只敢念大纲、下课不敢跟学生说话,班里那个匿名“信息员”,到底在监督什么?

高教经纬88
2026-10-21 08:40:03
中国第五人!杨瀚森用44场解锁生涯100分,王治郅用了22场,那姚明和易建联呢?

中国第五人!杨瀚森用44场解锁生涯100分,王治郅用了22场,那姚明和易建联呢?

麦子的篮球故事
2026-10-22 13:53:46
北京户口看起来真的要开始松了

北京户口看起来真的要开始松了

微微热评
2026-10-22 12:27:38
49岁女子煮了存放超2年的核桃,配隔夜剩饭食用,引发重症肝炎合并急性肾衰竭,一度转入ICU

49岁女子煮了存放超2年的核桃,配隔夜剩饭食用,引发重症肝炎合并急性肾衰竭,一度转入ICU

云南网络广播电视台
2026-10-21 20:31:39
2026-10-22 19:04:49
又是美好的日子
又是美好的日子
美好的日子又要开始了
1718文章数 55关注度
往期回顾 全部

科技要闻

腾讯云谷歌紧急行动!互联网安全出大事

头条要闻

中方回应所谓"胡塞武装用中国零件制造导弹":抹黑造谣

头条要闻

中方回应所谓"胡塞武装用中国零件制造导弹":抹黑造谣

体育要闻

卢卡:伦德伯格,欢迎来到NBA

娱乐要闻

芭莎盛典,张小斐因救场实现口碑暴涨

财经要闻

数据中心建设延期潮 谁受伤、谁受益?

汽车要闻

有七座/续航提升 领克900L曝光还可选双色车身+大饼轮毂

态度原创

房产
家居
时尚
艺术
旅游

房产要闻

租金大跳水!荒了6年,海口这个地标商业,开始急了!

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

“廓形穿衣法”太火了!这5个法则松弛又好看

艺术要闻

2026 嘉德艺术周|万珍荟萃,汇览东西,邀您一站解锁古今艺术之旅

旅游要闻

跟着课本去旅游|来西山!赴一场秋虫的露天演唱会

无障碍浏览 进入关怀版