地球靠什么能源“流浪”？可控核聚变了解一下( 二 ) _云知道

这里元素的比结合能图片如下所示：

元素比结合能图
可以看出，铁元素比结合能最大。若将较重的元素裂变出多个元素放出能量，即为裂变；若将两个轻元素结合在一起则会释放出能量，这即为聚变。一般而言，聚变到铁元素即为聚变的终点。

聚变反应释放出能量
聚变能是指小质量的原子核合成一个较大的原子核同时放出能量, 根据著名的爱因斯坦质能公式E=mc2，反应过程中出现的质量亏损转化为巨大的能量释放出来。因此，聚变能可作为支撑“地球流浪”的能量来源。
三、地球流浪的能源之路
影片中，最引人注目的自然要数重聚变发动机，高度达11公里，比珠峰朗玛峰还高2.2公里。每台发动机能提供150亿吨的推力，而这样的发动机在欧亚大陆和美洲大陆总共有一万多台，共提供150万亿吨的推力。
重聚变，顾名思义，就是由重原子进行的核聚变。如前所言，目前人类能做到的，还只是利用氢原子进行的不可控核聚变(氢弹) 。
而小说和电影中利用岩石为主要燃料进行核聚变，需要更大的温度压强才能实现。
地球上岩石的主要成分是“硅”，根据天文学研究，大质量恒星后期的聚变反应就是“重聚变” 。从“硅”开始大质量恒星“重聚变”过程是：硅–28 → 硫–32 → 氩–36 → 钙–40 → 钛–44 → 铬–48 → 铁–52 → 镍–56 。在这个聚变过程中，释放出大量能量，比氢弹爆炸释放的能量多太多了。
核聚变走到铁这一步，就不再释放能量，而是吸收能量。所以重聚变最后产生的废渣就是铁。正是有了重聚变发动机，才能让“流浪地球”计划成功，因为岩石在地球上到处都是，提供了无穷无尽的燃料，也为地下生存的人类提供赖以生存的能源。
但是，它们发生核聚变反应的条件太过苛刻，需要的压力和温度是现实生活中很难办到的。
轻核聚变能是目前最具发展前景的新兴能源，其主要潜力在于：
(1)用于聚变反应的原料极其丰富。核聚变所需的燃料为氢的同位素氘、氚，这两种元素在地球上蕴藏极其丰富。据计算，每升海水中含30毫克的氘，其聚变产生的能量相当于300升汽油所产生的能量。一座100万千瓦的核聚变电站，每年只需消耗304千克的氘。天然存在于海水中的氘约有45亿吨，按目前世界能源的消耗水平，可供人类使用上亿年，可以说是取之不尽用之不竭；
(2)聚变能既清洁又安全。目前的核电站是利用原子核裂变产生能量，其主要原料为铀，铀核裂变产生的废料为放射性物质，半衰期长，如果处置不当，将污染环境，威胁人类健康。因此目前关于核裂变产生的废料处理仍是一个世界难题。
而核聚变产生的废料为氦气，不具有放射性，因此也就不存在核废料的处理难题。
既然聚变有如此之多的好处，堪称人类未来的希望，那么聚变能开发到现在又是何种状况呢？
四、世界范围的可控聚变发展情况
目前，人类已经实现了核聚变，如氢弹的爆炸，但这属于不可控的核聚变。人类如果要将核聚变的能量真正利用起来，就必须对核聚变的速度和规模进行控制，并将能量持续、平稳的输出。
但是，产生可控核聚变的条件非常苛刻。以太阳为例，其核心温度高达1500万摄氏度，另外还需有巨大压力才能产生核聚变，但地球上没有办法获得如此大的压力，只能通过提高温度来弥补。
然而，温度必须达到上亿度才行。因此，人们通常又将核聚变装置称为“人造太阳” 。