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科学家感到失望,人类即使能运用核聚变技术,也无法遨游宇宙

引言:只要实现可控核聚变,人类便能自由去达宇宙各处?事实上,人类可能连银河系都走不出,可控核聚变没有理论中那么强大,银河系也远比想象中宽广。

说起核武器的威力,大家或许不约而同地想起了二战时期发生在日本广岛和长崎的原子弹爆炸事件。当时,美国对日本偷袭珍珠港一事颇为愤怒,转身将“小男孩”和“胖子”投到了日本的广袤土地上,陷数万军民于水深火热之中。虽然事情已过去70多年,但每次想起这一事件,笔者脑海中还是会浮现出蘑菇云升腾、火光冲天等场景。

核武器无疑是可怕的,而它之所以能爆发巨大威力,与核能量有分不开的关系。研究人员表示,核能是人类非常喜爱与向往的能量,它比常见的化石能源、风能、地热能等高出好几个层次,若能合理控制与运用核能,人类能在探索太空的道路上前进一大步,或许也能将文明水平提升至另一高度。

要开发与运用核能,首先需知道核能来源于何处。就目前情况来看,科研人员只找到了两个有效途径,一是通过核裂变反应,另一个则是通过核聚变反应。经过数代科学家的辛勤工作,如今我们已了解核裂变反应的反应原理,同时也能较熟练地引发核裂变反应。不过,从长远角度来看,科研人员认为核聚变反应更为关键。一方面,用于核裂变反应的原料很难收集,另一方面,核裂变反应的能量转化率偏低。所以,仅通过触发核裂变反应来开发核能,不是长远之计。

那么,与核裂变反应相比,核聚变反应具有哪些优势呢?首先,从原料采集的角度来看,收集核聚变原料比收集核裂变原料轻松得多,太空中随处可见核聚变的反应原料。其次,从能量转换率的角度来看,核聚变至少是核裂变的5倍。由此可见,核聚变反应更贴近人类需求,它高效且持久。

人们常说,光速是极限速度,而人类研制的飞行器不可能达到光速,因为实现光速飞行需有无限能量作为支撑,而人类无法拥有无穷多能量。就目前情况来看,人类的确不可能拥有无限能量,不过,从理论上来看,若能实现可控核聚变,人类将会拥有无穷无尽的能量。若是如此,人类是否能在偌大宇宙空间内自由飞翔?

对此,科研人员给出了否定答案。首先,我们搭乘飞船飞往地外不仅要考虑飞船处在加速阶段所需能量,还要考虑它在减速阶段所需能量。所以,在实际飞行中,有50%的核能量被作减速用途。其次,从实践角度来看,核燃料不可能将整艘飞船填满,结合EK=(mv)^2/2与E=mc^2进行计算,可知飞船的飞行速度达不到光速,最多只能达到15%光速。

根据这一速度,我们来看离太阳系最近的恒星系统——比邻星系统,比邻星距地球约4光年,以15%光速前往需要20~30年时间。而银河系的直径长达10万光年,即便驾驶核聚变飞船,我们也不可能飞出银河系。

不过,研制核聚变飞行器并非一无是处,起码我们能实现太阳系自由,我们能自由翱翔太阳系,自由探索系内各颗行星以及它们的卫星,这些星体足够人类观察成百上千年。而千年过后,人类可能找到了更优质的能量,如此,人类又能前进一大步。相信在人类的不懈努力下,一步一个脚印扎实地走下去,人类终能走出银河系,迈向更广阔的太空。你觉得呢?

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