地震和沙尘暴会不会对核聚变有没有污染产生影响?

可控核聚变一旦实现,可以说人类就进入了天堂。以现在的消耗量来说,可以说拥有了无限的能源。社会财富将极大的丰富。财富是什么?说白了就是能源。地球上的能源,除了少量的地热,绝大多数都是太阳能。比如我们吃的粮食,就是将太阳能转化为人体所需的营养物质。石油更是远古植物形成的,也相当于储存的太阳能。所以可以这么理解只要能源无限,财富就无限(个人的理解).可控核聚变最常见的方法就是氢的同位素,氘和氚。这个地球上的大海里就有。一升海水核聚变产生的能量相当于300升石油!看到这有没有兴奋了。相当于我们拿着一个可乐瓶子接一瓶海水,能让我们的车跑3500公里!核聚变的能量实在是太强大了。任何事物都有它的两面性,核聚变也是一样,既有能源更清洁,污染更低,甚至没有污染,电价成本更低。当然对以消耗能源,需要动力驱动为生产要素的企业,和个人家用电费的降低,是一个好事。但如果太容易开发,使大量的核电能基本代替了其它如火力发电,水力发电、风力发电,将会造成多少人失业?又造成社会压力!开发核能的同时,就应事先想到人员安置,让所有的人无后顾之忧,才是正路。一切的发明,都是以减轻人的体力劳动,提高生产效率,增加企业利润为目的的。但凡是这些,最终目标应该是提高人民生活质量为最终目的,离开这一点,都不是社会发展的目的!首先以当前中国的用电量来计算,如果核聚变发电能够实现商业运营,那么只需要若干台热核发电机厂就能满足目前整个中国的需求。同时,火电厂将退出历史舞台,空气污染将大大减轻。在民用领域,新能源汽车或运输系统将更加普及和受欢迎,电能源将变得十分廉价和方便获取。如果航空技术没有本质的提升,那么它将是依旧需要消耗化石能源的一种交通工具,但随着横跨洲际和全球的真空高速铁路以及亚太空飞行的逐渐普及,航空业的优势将不复存在,也会面临被淘汰的命运。人类将利用清洁而取之不尽的能源彻底改造这个世界,家庭电费有可能实现政府补贴而免费使用。其实这个时期,节能环保的家庭电器将完全普及,电力的消耗将远远低于现在的水平,而人们将会把电力用在更重要的领域,例如开拓外太空,或实现能源转换为物质。从长远来看,可控核聚变可以说会给人类带来翻天地覆的变化,首先,就是一切都用电。就算有着火电的私心垄断电网,但那时火电已经大势已去,国家一定会看出聚变堆的优点,它清洁,相比裂变堆,无核废料,无辐射;它安全,反应堆发生事故,只要按下停堆按钮,停止反应只需停止燃料供应,可快速停堆;它高效,它的发电能力裂变的无数倍,更不用说火电;最后,它的燃料易于提取,氘存在于水里,提取价格甚至低于石油,而氚虽然难以提取但只要技术成熟就可以氘氘聚变,抛弃氚,并且更高效。综上所述,只要有能力建造聚变堆的国家一定会大力支持,并打压火电,并且整个亚欧大陆的电力供应可能四五个反应堆就可以满足,这更满足了各个没有能力建造的国家的电力。而且有了可控核聚变,行星际航行就变成了可能。人类将进入又一次大发展时代,这次不是大航海时代,而是大航天时代,火星,土星卫星,木星卫星将成为新的居住、工业、科研星球,天王星海王星可能也会成为旅游景点。而木星土星那浓厚的富含氢气氦气以及氕氘氚的大气层也将成为取之不尽用之不竭的能源基地。可控核聚变一旦实现人类会走向两个极端:一、由于能源价格不断下跌,粮食、蔬菜、水果等农产品都可以在高楼大厦里面生产出来,理论上人类不再需要森林草地河流湖泊等自然资源来生活;整个地球的陆地部分将被建筑物所覆盖,理论上只要地球上还有资源都可以被用于建造浮动式海上社区,所以海洋上也不会寂寞;陆地上的所谓生物链都会被人类搬进高楼大厦;大部分人的生活会被极少数人所掌控,除了极少数的人,大部分的人生活就如同饲养的虫子一样,生老病死都会在一个地方完成;人们生活的社区就如果高效动作的机器一样,普通人们不再需要购物、逛街、旅游、社交等等一系列活动,而处于社会顶层的人才能享有这些权利和自由。二、由于人类的探索欲望,地球上的大部分资源会被用于建造足够容纳十万人的宇宙飞船;而地球上生活的人会越来越少。最后地球由于适合开采的能源和矿产枯竭,剩下在地球生活的人们,不得不选择原始的生活方式来繁衍生息,而在面对大自然的灾难面前不得不选择趋利避害的方式来对待,经过若干年后,地球上的人智慧已经进化到无法理解先辈们留下的文化资料和技术文献,并且随着时间的推移这些文明成果会随着时间的流逝而逐渐消失;最终在地球上生活的人们会和原始人没有任何差别,而这时地球上的生物链也恢复得差不多了,在经过了若干年的地质变迁,一些富矿重新来到地面上变得易于开采,于是一切又重新开始了。PS:未经同意不得转载(图片来源网络)}

核聚变的定义:核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源。相比核裂变,核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式。目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走。目前主要的几种可控核聚变方式:超声波核聚变激光约束(惯性约束)核聚变磁约束核聚变(托卡马克)核聚变的另一定义比原子弹威力更大的核武器—氢弹,就是利用核聚变来发挥作用的。核聚变的过程与核裂变相反,是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才能发生核聚变,比如氢的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。核聚变也会放出巨大的能量,而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的光和热就是由核聚变产生的。核聚变能释放出巨大的能量,但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务,就必须使核聚变在人们的控制下进行,这就是受控核聚变。实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量,而且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算,1升海水中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海水几乎是“取之不尽”的,因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困扰。但是人们现在还不能进行受控核聚变,这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行,因此又叫热核反应。可以想象,没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。尽管存在着许多困难,人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计了许多巧妙的方法,如用强大的磁场来约束反应,用强大的激光来加热原子等。可以预计,人们最终将掌握控制核聚变的方法,让核聚变为人类服务。利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘(读"刀",又叫重氢)和氚(读"川",又叫超重氢)聚合成较重的原子核如氦而释出能量。 核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。据测算,每升海水中含有0.03克氘,所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘,经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍,可以说是取之不竭的能源。至于氚,虽然自然界中不存在,但靠中子同锂作用可以产生,而海水中也含有大量锂。第二个优点是既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质,所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行,所以是安全的。目前实现核聚变已有不少方法。最早的著名方法是"托卡马克"型磁场约束法。它是利用通过强大电流所产生的强大磁场,把等离子体约束在很小范围内以实现上述三个条件。虽然在实验室条件下已接近于成功,但要达到工业应用还差得远。按照目前技术水平,要建立托卡马克型核聚变装置,需要几千亿美元。另一种实现核聚变的方法是惯性约束法。惯性约束核聚变是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体,装入直径约几毫米的小球内。从外面均匀射入激光束或粒子束,球面因吸收能量而向外蒸发,受它的反作用,球面内层向内挤压(反作用力是一种惯性力,靠它使气体约束,所以称为惯性约束),就像喷气飞机气体往后喷而推动飞机前飞一样,小球内气体受挤压而压力升高,并伴随着温度的急剧升高。当温度达到所需要的点火温度(大概需要几十亿度)时,小球内气体便发生爆炸,并产生大量热能。这种爆炸过程时间很短,只有几个皮秒(1皮等于1万亿分之一)。如每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去,所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站。原理上虽然就这么简单,但是现有的激光束或粒子束所能达到的功率,离需要的还差几十倍、甚至几百倍,加上其他种种技术上的问题,使惯性约束核聚变仍是可望而不可及的。尽管实现受控热核聚变仍有漫长艰难的路程需要我们征服,但其美好前景的巨大诱惑力,正吸引着各国科学家在奋力攀登。补充内容:每克氘聚变时所释放的能量为5.8×108kJ,大于每克U-235裂变时所释放的能量(8.2×107KJ)。从能源的角度考虑,核聚变有几个方面比核裂变优越:其一,聚变产物是稳定的氦核,没有放射性污染产生,没有难于处理的废料;其二,聚变原料氘的资源比较丰富,在海水中氘和氢之比为1.5×10-4∶1,地球上海水总量约为1018吨,其中蕴藏着大量的氘,提炼氘比提炼铀容易得多。遗憾的是这个聚变反应需要非常高的温度,以克服两个带正电的氘核之间的巨大排斥力(从理论计算,要克服这种库仑斥力需要109℃的高温)。氢弹的制造原理,就是利用一个小的原子弹作为引爆装置,产生瞬间高温引发上述聚变反应发生强烈爆炸。氢元素的几种同位素之间能发生多种聚变反应,这种变化过程存在于宇宙之间,太阳辐射出来的巨大能量就来源于这类核聚变。但我们目前尚没有办法在地球上利用这类核聚变发电,怎样能取得这样高的温度?用什么材料制造反应器?怎样控制聚变过程等各种问题尚无答案。
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由于火星表面没有稳定的液态水,所以火星上基本上都是荒漠化或者是棱角分明的大石块。火星上遍布砂砾,所以沙漠化土壤导致火星地表昼夜温差很大,此时温差的作用导致火星上大气存在较强的热潮,它是一种影响全球大气活动的主要原因,一些风暴和龙卷风的形成就是由于热潮的作用而产生的。二氧化碳则是火星气候中主要的组成部分,火星上冬夏季温度呈现极端现象,冬季时火星表面温度很低,直接导致二氧化碳凝华为干冰;夏季时干冰通过升华直接变为气体二氧化碳。二氧化碳在固体状态与气体状态的变化过程中气体总量约占火星大气总量的30%,这一过程就会引起一股很强的风。冬季时火星南北极冰层的覆盖率差别也很大,南极厚度达一米,而北极厚度可达八米左右,所以夏季来临时南极的冰块会完全升华,北极的冰块只有一部分升华,其他部分可在火星上长期存在。当干冰升华时会吸收大量热量导致温度降低,由于温差的原因也会产生较强的风,这些因素就是导致火星上经常发生沙尘暴的原因。火星上有火山、陨石坑与大峡谷,其中奥林帕斯山和水手号峡谷是火星的亮点。火星与地球一样具有地形多样性,火星表面大多为平原和盆地,只有火星的北半球有几座山和南半球有几座峡谷;其中TharsisMontes和OlympusMons两座山是火星上最高的山。火星上也有火山,火星上的火山和地球区别很大,由于重力较小导致火星上的山脉非常高。火星北半部地势较低,南方地势较高,两者之间形成一个明显的坡度。火星上平原和盆地地带也有许多陨石坑,火星上的许多盆地都有坡度,一般都是自西向东逐渐降低。这些特殊的地形特点可以导致坡度风越来越大,这些特点也是导致沙尘暴爆发的主要原因。火星上的大气成分主要有二氧化碳(95.3%),以及微量的氮气、氧气和水蒸气等。由于火星上温差极大,火星表面没有液态水存留,主要以固态形式存在。而且火星上大气稀薄,火星表面大气压约为500-700帕,不足地球大气压的1%。由于火星大气非常稀薄,导致火星表面吸收的太阳辐射热量很快逃逸,所以火星表面昼夜温差极大。由此可见,火星大气动力学非常活跃,沙尘天气频发,沙尘暴现象更是非常频繁。火星大气层稀薄,沙尘悬浮其中,每年都会有许多大大小小的沙尘暴发生,当没有沙尘暴时,火星上的平均风速也可达4.3m/s。许多科学家对火星大气中沙尘悬浮层的形成机制猜想和模拟有很多,认为主要有以下几个因素:(1)火星尘卷风火星上由于障碍物很少,由于天气和地理位置的原因经常发生尘卷风。Kahre等人认为春夏季时火星的北半球经常发生的小尺度尘卷风是火星大气中形成沙尘悬浮层的主要原因,火星沙尘粒子在尘卷风的作用下被带至火星大气中。2011年Heavens等人研究了火星尘卷风的对流能力,并通过实验模型模拟了尘卷风的特点,结果表明:尘卷风的作用不能使沙尘粒子被运输至高处并快速与大气混合,不能形成悬浮层结构。大量实验研究表明,目前为止火星上的尘卷风高度都不超过8km,而MarsClimateSounder探测到的结果表明火星沙尘悬浮层高度可达20km-40km,MarsGlobalSurveyor观测结果则表明火星上的悬浮层甚至可以达到60km,因此尘卷风并不可能具有这么强的对流能力。大量探测数据表明,当温度较低时,火星大气中存在很多粒径很小的水冰粒子,所以水冰云应在沙尘悬浮层之上。由于风力的作用被带至火星高空中的沙尘粒子与水冰粒子相遇,两者通过结合形成更大的粒子,此时粒子重力加大,由于重力的作用开始向下移动至某一温度较高的高度,干冰升华后沙尘粒子被释放,导致该处的沙尘粒子数量激增。2014年Navarro等人却发现,如果只考虑干冰的冲刷作用,不可能达到MarsClimateSounder观测到的沙尘悬浮层结构,因此干冰的冲刷并不是形成沙尘悬浮层的主要原因。火星上平原和盆地地带也有许多陨石坑,火星上的许多盆地都有坡度,一般都是自西向东逐渐降低,这些特殊的地形特点可以导致坡度风的发生。由于火星大气层稀薄,探测表明火星上的坡度风比地球强2.5倍以上。火星上白天时,风从坡度较低处向高处吹,同时将沙尘粒子从地面带至坡顶,从而被传输至高空,此时沙尘粒子不再向上漂浮,而是开始向四周扩散,混合于火星大气中,形成沙尘悬浮层结构。为了验证坡度风是形成火星沙尘悬浮结构的原因之一,2002年Rafkin等人模拟试验了阿尔西亚山上的坡度风,研究结果表明:火星上的坡度风导致的沙尘悬浮层一般分布于距火星表面的20km-30km高处,与MarsClimateSounder探测得到的火星沙尘悬浮层高度基本一致。Heavens等人通过研究对比认为火星上的坡度风可能比Rafkin的研究结果得到的风力更强烈,因此坡度风是形成火星沙尘悬浮层的原因之一。沙尘暴对人类和自然界带来的灾难非常严重。在火星探测过程中可能对登陆火星的探测器和宇航员带来不可恢复的灾难,沙尘暴中的沙尘粒子可以进入宇航服的关节处使其无法活动,强大的风沙可能擦伤宇航员的头盔、太阳能电池板、或摄像机镜头等,因此世界各国高度重视火星沙尘暴。火星沙尘暴在空间尺度上可分为三类,局地尺度、区域尺度和全球沙尘暴。1971年美国发射的Mariner9号航天器成功发射并进入预定轨道,并传回了世界上第一批火星照片,照片显示火星整体被一团红褐色尘暴笼罩,证明当时火星正在经历一场巨大的沙尘暴,沙尘暴期间其风速可达160km/s。能见度提高后Mariner9成功发回地球中心第二批火星地表照片,发现火星表面经常发生低空扬沙现象。1996年11月7日MarsGlobalSurveyor成功发射,到1997年9月12日成功进入环绕火星椭圆轨道开始科学探测主任务,到2001年1月主任务完成开始执行扩展任务,直到2006年因通信故障而结束任务。在探测期间发现火星上经常发生不同规模的沙尘暴现象,在执行扩展任务的时候观测到火星上发生了一次全球沙尘暴,并且火星的极盖地区常年发生沙尘暴。该探测器探测到了2001年火星上发生的一次全球沙尘暴爆发的全过程。结果显示本次沙尘暴从火星刚进入春季就开始爆发,爆发地点位于HellasBasin盆地周边,并开始向东扩散,沙尘暴经过短短的15天就已经绕过火星全球一圈,其扩展速度为16m/s。2003年美国发射的Opportunity号火星探测器在火星上漫游了长达14年,并取得了火星探测史上绝无仅有的成绩,但是在2018年火星上发生的一个巨大沙尘暴造成Opportunity号探测器失联。大量探测数据表明,火星上常年爆发不同规模的沙尘暴,而且在相距不到几公里内就有几个小沙尘暴。这些小沙尘暴开始向大范围扩散,随着风和沙尘暴的联合,最终形成全球性的沙尘暴。在夏季火星南半球和北半球温差较大,导致比较强的对流,这些沙尘就通过对流从南半球输送到北半球。其中火星的南半球HellasBasin盆地地区斜坡坡度比较高,风速较强,从那里最先达到沙尘启动风速的临界值,因此被认为是沙尘暴的起源地。沙尘天气或者沙尘暴的爆发离不开风的作用,如果风速过小沙粒就不能被吹起来,也就形成不了风沙或沙尘暴,所以火星上形成沙尘暴需要一个临界风速将沙粒刮起。Viking1和Viking2火星探测器联合探测,通过长时间观测发现火星上沙尘暴的启动风速至少需要30m/s。而在没有沙尘暴时,火星上的平均风速可达4.3m/s,一些盆地和不同地形交界处的风速高达50m/s,并且风向不定,引起小沙尘暴或者大范围的沙尘暴。大量观测资料显示,火星上经常发生沙尘暴,并且火星沙尘暴更猛烈、持续时间更长。火星全球性的沙尘暴一般由一个或者几个小沙尘暴开始向周边区域扩散,由于火星上一般都是平原和盆地,障碍物较少,所以可以迅速向周边扩散,甚至几个小沙尘暴结合成一个大沙尘暴,最终导致全球沙尘暴,使火星进入暗无天日的状态。夏季时火星离太阳最近,接收到的太阳辐射更强,导致温度升高,南半球和北半球的温差导致强对流的产生,这时沙尘可以被强对流从南半球输送到北半球,所以火星全球沙尘暴一般发生于夏季的南半球。由于地势的特殊性,南半球HellasBasin盆地的斜坡地势具有增强风力的作用,此地的风速最先达到风沙启动风速的最小值。}

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