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戴森球。是普林斯顿研究院教授弗里曼·戴森在1960年就提出的一种理论。
图1.弗里曼·戴森
没错。戴森教授在戴森球等理论的阐述上。更像是一个科幻作家。戴森球是指一个人造巨型天体。包裹住恒星。吸收恒星的绝大部分辐射。这种近乎于掠夺的资源截获方式。才能支撑超高等文明的发展需求。也因此。以戴森球为基础的进一步理论是:
图2、戴森球模型
探寻戴森球的存在。以此来寻找超高等的文明。
戴森球的理论支撑并不复杂。其实就是一个超大的太阳能板而已。但这需要大量的资源投入。而且没有理论支撑。这是否会地球的生态产生巨大的影响。更主要的是。以硅为基础的太阳能板。在靠近太阳、并将太阳包裹的过程中。根本承受不了太阳的巨大辐射能。更不要说耀斑和太阳风。还有:包裹太阳吸收的巨大能量。必然会带来过度负载。
材料、工程、资源等等。都远远不是现在人类能达到的水平。
而可控核聚变。似乎简单多了。但。即使如此。也是有效控制“氢弹爆炸”的过程。但目前来看。还不能投入使用。不过相信可控核聚变成为大规模现实后。人类将迎来再次腾飞!
其他观点:
可控核聚变实现是早晚的事。只是时间早晚而已。戴森球可以看成一个超大型可控核聚变系统。把整个恒星系统全部围起来后形成的。能量收集转化系统。和现在的太阳能发电差不多的原理。只是系统更大而已。一旦人类实现可控核聚变。基本上就具备恒星与恒星之间的超远距离航行的能力。
现在世界上几个大国已经在现实中实现了可控核聚变。只是还不能长时间维持聚变。不能投入应用。
人类对能源的需求。使得必定会有大量资金人力物力投入。可控核聚变项目。所以实现可控核聚变是必然的结果。现在很多人担心能源短缺。化石燃料用完后。没有能源可用。其实大可不必担心。现在的化石燃料起码还能用200年以上。现在传统化石燃料主要是煤、石油、天然气。这些起码还能用半个世纪。还有可燃冰。岩页气、岩页油、地热能等待开发的并且可以大规模开发的能源资源。并且储量比传统化石燃料资源大的多。
我国的第四代核电技术。实际是世界上最新进的技术。核原料利用率提升到60%以上。同时减少核废料产生。未来核原料利用率必定还会提升。网上有些相关的核技术研究人员介绍相关技术。掌握四代核电技术基本上就没有能源短缺问题了。顶多多造些核电站。看世界核技术发展。聚变技术实现商用还要时间。裂变技术进步明显。同时还有很大的提升空间。未来无污染无辐射的核裂变技术一定会出现。核原料利用率接近100%。
未来核聚变实现商用。那世界正真的实现无限能源。整个社会全面电器化。化石燃料被淘汰。人类发展成恒星级文明掌控几个甚至更多恒星而不单单是太阳系。有无限的资源可以利用。人类的飞行器会不断提升速度接近光速极限。到那时候要担心的是怎么突破光速。
其他观点:
如果中国可控核聚变实现无限能源。还有戴森球存在意义吗?
可控核聚变的原理
而科学们家进行可控核聚变研究。其主要载体就是大型超脱卡马克装置。利用强大的电流产生强大的环形磁场。磁场产生的洛伦兹力可以将高温等离子体约束在真空室中。推动原子核进行相互的碰撞。最后将氘与氚聚合形成原子量更高的氦。从而释放大量的能量。
可控核聚变的难点以及我国取得的重大突破
强大磁场产生的条件满足问题。强大磁场的产生。必须要依赖于导体通上电流。而凡是导体都会存在电阻。即使超导体也不例外。只是电阻值非常低而已。但是电阻越低的导体。其生产成本就越高。稳定性还需要持续不断地进行验证。
等离子体约束装置的空间问题。等离子体在反应装置中停留的时间越长。其核聚变的程度也就越高。能量输出效率也会相应提升。但是所需要反应装置的体积就会越大。可控性就会相应降低。
装置材料的耐受性问题。除了能够承受高温以外。反应装置的内壁必须要能够抵抗氘氚核聚变过程中释放的高能中子、以及超高温等离子体本身的冲击。否则装置内壁破碎出来的物质进入等离子体后将会严重破坏等离子体的存在。并且对反应装置的使用寿命也会造成严重影响。
运行成本问题。虽然用于核聚变反应的原料来源广泛。但必须使用特定的内壁材料。使得参与反应的原料特别是氚在装置内壁实现低滞留。从而提高循环使用效能。与此同时。加上维持反应运行所需要的能量输入、设备制造、运行维护等成本。与能量输出之间的比值关系。将是决定着核聚变最终效率的关键。从目前的技术水平来看。这个比值还远远小于1。需要在各个方面再逐步实现突破。
我国于1999年开始可控核聚变的立项研究。通过7年的努力。于2006年在合肥成功研制世界上首台非圆截面全超导脱卡马克装置。即EAST(又叫东方超环)。2013年。实现了100秒的长脉冲高约束等离子体运行。2017年。将这个时间提高到101.2秒。2018年。又实现了等离子体1亿度的运行。比太阳内部的温度还要高出6倍。今年4月初。我国东方超环最实现了1亿度高温下运行10秒的目标。继续走在了全球的前列。而从去年6月份开始在成都建设的“中国环流器二号M”可控核聚变装置。目前正在抓紧推进过程中。其建成之后。将有望把等离子体电流从现有1兆安培提高到3兆。等离子体的温度也将在1亿度的基础上提升到2亿度。势必让世界各国更加刮目相看。
戴森球只是一个设想
戴森球只是基于目的需求出发提出的一个设想。而在实际操作中。不可避免地会遇到诸多问题。而这些问题依靠现有科技力量很难进行破解。比如:
建造戴森球的物质来源问题。据初步估算。如果要建造一个环绕太阳运行、并且还可以抵挡住太阳的高温。其直径应该在2亿公里左右。即使造成一个单一的环状结构。其总长度也要在13亿公里左右。而建造戴森球的这么多的原材料。即使把太阳系内其它行星中符合条件的材料都用上可不见得够用。
太阳能量接收器的发射问题。即使我们穷尽所有建筑出了众多可以用于建造戴森球的太阳能接收装置。如何把它们运到太阳周围是一个大问题。我们还没有这么大的重推力火箭可以将这么多的装置短期内都送达近日轨道。也没有那么多的能源支撑。
当然还存在一些其它的问题。比如能量如何集中传输到地球、失去太阳辐射的太阳系生态会发生剧烈改变等等。都决定着戴森球只是一个设想。不可能实现或者说在现有文明水平程度下不可能实现。
总结一下
可控核聚变是人类模拟太阳内部核聚变。所进行的能量获取方式的一大创新。无论是从理论基础、原料获取、技术因素。还是最终的能量输出输入比。都具有很强的可行性和操作性。需要的只是时间。而戴森球仅仅是一种科学的幻想而已。它将受到原材料、太阳引力、能量输入、装置耐受性等各个方面因素的制约。可以想象在相当长的时间内都无法实现。毕竟人类如何拥有了这个技能。那么跨星系航行来获取原料是应有之义。既然都可以跨星系航行了。为何非得在一个恒星上做能量获取文章呢。
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评论(2)
核聚变,等离子体,可控,装置,能量,太阳,恒星,能源,化石,原料
没想到大家都对如果中国可控核聚变实现无限能源,还有戴森球存在意义吗?感兴趣,不过这这篇解答确实也是太好了
戴森球。是普林斯顿研究院教授弗里曼·戴森在1960年就提出的一种理论。图1.弗里曼·戴森没错。戴森教授在戴森球等理论的