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如果能實(shí)現(xiàn)可控核聚變,100克氫元素,能讓一輛車跑多遠(yuǎn)?

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目前的汽油,燃燒1克能釋放4.6萬(wàn)焦耳能量,核電站的1克鈾裂變能釋放8.2億焦耳,未來(lái)1克氫元素核聚變能釋放8.9億焦耳。



按照目前核聚變反應(yīng)堆50克氘和50克氚的混合配比來(lái)計(jì)算,100克核聚變?cè)啬茚尫?70億焦耳能量,相當(dāng)于3700桶汽油,重量卻只有汽油的百萬(wàn)分之一,能量密度和之前的所有燃料比起來(lái)都是碾壓級(jí)別的存在。



如果一輛車的油耗是百公里8個(gè)油,汽油能量密度約34.2兆焦耳/升,8升汽油約6.4千克能提供約2.74×10?焦耳,跑100公里。

100克核燃料能量是1.7×1013焦耳÷ 單次百公里耗能2.74×10?焦耳≈ 62,000次,所以總里程 ≈ 62,000 × 100公里 = 620萬(wàn)公里,這就是這輛核聚變汽車的續(xù)航。



地球周長(zhǎng)約4萬(wàn)公里,這輛車能繞地球155圈,地球到月球平均38.4萬(wàn)公里,單程能跑16次,來(lái)回8次綽綽有余,而這還只是100克核聚變?nèi)剂希绻醇佑偷臉?biāo)準(zhǔn)把油箱加滿核聚變?nèi)剂系脑挘艿?.5億公里外的太陽(yáng)都是綽綽有余的。



當(dāng)然了,這只是理想計(jì)算,可控核聚變一旦實(shí)現(xiàn),100克燃料的能量釋放固然驚人,但真正想要裝到車上還是很困難的,因?yàn)楹司圩儠?huì)產(chǎn)生上億度的高溫等離子體,難以在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化成電能或機(jī)械能驅(qū)動(dòng)汽車,并且核聚變畢竟不是反物質(zhì),做不到百分百的能量利用率。



不過就算效率只有計(jì)算的10%,620萬(wàn)公里縮到62萬(wàn)公里,也仍能繞地球15圈,更大的問題其實(shí)是設(shè)備小型化,目前的托卡馬克裝置重達(dá)2.3萬(wàn)噸,未來(lái)就算能夠小型化,大概率也會(huì)有幾十噸上百噸,真正能裝車的只有鋼鐵俠胸口的微型反應(yīng)堆,但那個(gè)是冷核聚變,屬于科幻技術(shù)。



真正有望用上可控核聚變反應(yīng)堆做能源的,至少也是未來(lái)的空天母艦,甚至是宇宙飛船和太空城,或者月球和火星上的人類基地,畢竟月球上的數(shù)百萬(wàn)噸氦3,就是最理想的核聚變?nèi)剂希劣?00克核聚變?nèi)剂祥_車這種事,放到未來(lái)只能算是玩具。



理想情況下,如果無(wú)線輸電技術(shù)的損耗能降低一點(diǎn),或者說(shuō)核聚變發(fā)電的成本已經(jīng)達(dá)到了無(wú)視損耗的程度,那么未來(lái)的各種交通工具估計(jì)全都是電驅(qū)動(dòng)了,而且永遠(yuǎn)不會(huì)沒電,因?yàn)闊o(wú)線供電就會(huì)跟空氣一樣普及,所有需要用電的設(shè)備都是無(wú)限續(xù)航。



從提出可控核聚變開始到現(xiàn)在已經(jīng)過了半個(gè)多世紀(jì),按照目前的進(jìn)度來(lái)看,最多再有30年左右,托卡馬克裝置就能從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)發(fā)電廠,變成能真正并網(wǎng)發(fā)電的超級(jí)裝置,人類文明的能源危機(jī)也將不復(fù)存在,因?yàn)楹司圩冃枰玫降臍湓睾屯凰兀诤K芯湍茉丛床粩嗵崛。銐蛉祟愇拿骼脭?shù)百萬(wàn)年。

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