海水核能中的轻元素裂变
重元素的裂变所释放的能量已叫人叹为观止,那么轻元素的聚变又会有什么样的情况呢?答案是:核聚变,例如氘、氚都是氢的同位素,在一定的条件下,它们的原子核可以相互碰撞聚变成为一种新的—氦核,同时将蕴藏于其中的巨大能量释放出来。一个碳原子完全燃烧生成二氧化碳时,能够放出的能量为4电子伏特,而氘—氚反应时所产生的能量则为400万电子伏特。根据计算,1千克氘燃料,至少可以抵得上4千克铀燃料或者10000吨优质煤燃料。氘在海水中分布甚广,储量巨大。海水中氘的含量为十万分之一,即每升海水中含有0.03克的氘。这个数字看起来未免有些微不足道。然而,就是这微小的氘,在核聚变时产生的能量足可与300升汽油相抵。更何况,海洋总体积为1.37×1018立方米,稍做计算,就可知道,海水中氘的总储量竟达几百亿吨,数量之大,可为人们提供上亿年的能源消费。而且,氘的提取方法简便,成本也较低,核聚变堆的运行也十分安全。所以,氘、氚的核聚变为人类解决未来的能源消费问题展现了十分广阔的前景。当然,同重元素的裂变一样,轻核聚变也是一项十分复杂的技术。氘—氚的核聚变反应需要在几千万℃、甚至是上亿℃的高温环境下才能进行。目前,这种反应已在氢弹的爆炸过程中得以实现,至于用于生产目的的受控热核聚变在技术上还存在着许多困难。不过,相信随着人类科技的不断进步,总会有成功之时。
海水核能中的氘—氚受控核聚变
1991年11月9日,欧洲14个国家联合出资,成功进行了首次氘—氚受控核聚变反应的实验。反应时,发出1.8兆瓦电力的聚变能量,持续时间为2秒,温度高达3亿℃,20倍于太阳内部的温度。核聚变比核裂变产生的能量效应高出600倍,比煤要高1000万倍。因此,科学家们认为,氘、氚受控核聚变实验的成功,在人类开发新能源的整个历程中具有里程碑式的意义。科学家预测,核聚变技术和海洋氘—氚提取技术在最近20年内将有望获得重大突破,这给人类摆脱能源危机的前景带来了无限生机。
所以,核能将成为人类未来最有希望的能源。