
现在传统能源越来越紧张,环境污染也越来越严重,科学家们一直都在寻找更牛的能源,而核聚变,无疑是其中最耀眼的希望。今天咱就来唠唠,如果核聚变真成了,100 克氢燃料能让车跑多远!先说说核聚变是个啥。简单来讲,核聚变就是两个轻原子核凑一块儿,合成一个重原子核,这个过程中会释放出超级巨大的能量。太阳,大家都熟悉吧,它为啥能一直发光发热呢?就是因为内部在不停地进行核聚变反应。太阳核心那温度高得吓人,压力也大得离谱,在这种极端条件下,氢原子核们就像一群疯狂的小精灵,高速运动,频繁碰撞策略吧,然后就聚变成了氦原子核策略吧,同时释放出大量能量策略吧,这些能量以光和热的形式,源源不断地来到地球,滋养着万物。咱们人类要是能掌握可控核聚变,那可就厉害了。可控核聚变,就是让核聚变反应稳定、持续地进行,还能把产生的能量好好利用起来,这可比核裂变安全多了,也干净多了,原料还贼丰富。不过,实现可控核聚变可太难了,科学家们费了好大劲,到现在还在努力攻关呢。现在咱进入正题,说说 100 克氢燃料到底能让车跑多远。在核聚变反应里,科学家们目前研究最多、最有希望实现的,是氢的两种同位素,氘和氚的聚变反应。这两种同位素在地球上的储量其实挺丰富的,氘可以从海水中提取,那海水可到处都是;氚虽然地球上天然的不多,但可以通过锂和中子反应造出来,而锂的储量也不少。根据爱因斯坦那个著名的质能公式 E = mc²,质量和能量是可以相互转化的。在氘和氚的聚变反应里,大约有 0.7% 的燃料质量会转化成能量。咱算一算,100 克也就是 0.1 千克的核燃料,质量亏损大概能释放出 63 万亿焦耳的能量,这能量有多大呢?打个比方,这差不多相当于 15000 吨 TNT 炸药爆炸的威力!当然了,咱可不是要用这能量去搞破坏,而是看看能让车跑多远。那现在的车跑起来得花多少能量呢?一般来说,普通汽车百公里油耗大概在 4 到 11 升之间,咱取个中间值 8 升。汽油的热值大概是 4.6×10⁷焦耳 / 千克,密度约 0.74 千克 / 升,这么一算,汽车跑 100 公里,需要的燃油能量差不多是 2.7 亿焦耳,平均下来,每跑 1 公里,得要大约 270 万焦耳的能量。好啦,知道了核聚变燃料能释放多少能量,也知道了车跑 1 公里要多少能量,咱就能算出 100 克核燃料能让车跑多远了。用 63 万亿焦耳除以每公里 270 万焦耳,结果出来了,汽车能跑大约 2300 万公里!这是个啥概念呢?地球赤道一圈差不多 4 万公里,这 100 克核燃料能让车绕地球赤道跑 575 圈!要是以 100 公里 / 小时的速度一直开,得开 26 年才能跑完这段距离!这简直太夸张了有没有,加一次 100 克的核聚变燃料,车这辈子估计都不用再加油了。不过呢,理想很丰满,现实很骨感。现在汽车发动机效率可没那么高,一般也就 15% 到 25% 的燃油能量能转化成车跑的动能,大部分能量都因为发动机发热、机械摩擦、传动损耗啥的浪费掉了。但要是未来咱有了更厉害的能源转换技术,比如像电动机那样,直接用聚变能驱动车辆,能量利用率说不定能提高一倍以上。要是真能提高一倍,那这 100 克核燃料就能让车跑 4600 万公里,能绕地球赤道 1150 圈,地月往返都能有 60 次呢!虽然现在可控核聚变还在研究阶段,但科学家们一直都在努力,像国际热核聚变实验堆(ITER),还有咱中国的 “人造太阳”(中国环流器二号 M),都在积极推进相关研究,说不定到本世纪中叶,就能实现商用核聚变了。到时候,汽车说不定就不用再烧汽油了,装上微型聚变反应堆,100 克燃料就能带你满世界跑,想去哪儿去哪儿,还不用担心污染环境。朋友们,核聚变要是真实现了,那对人类来说,绝对是一场超级能源革命,会彻底改变我们的生活。所以,让我们一起期待那一天早点到来吧!
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