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第2章 能源

    现今的社会,大部分人都是无神论者,即使是信徒,往往也是泛信仰,追求的是心灵的安慰而不是真的相信神灵的存在。但是在一些古老家族内,都各自信仰着不同名字的神灵。这些神灵的真实面目,自然就是永光乐园。

    永光通过信仰和不时展现的神迹,让这些家族牢牢地团结在了自己周边,通过如国家、家族、公司、科研机构等各种形态凝聚了海量的资金、资源及科研、战斗人员。

    通过调动如此巨大的资源,永光让人类在短短的几百年间,就从铁器时代发展到了太空时代。虽然这太空时代也仅仅是能离开地球表面,甚至连把人送到地球的卫星月球上都要集全人类之力才能勉强实现。但是永光要的就是那么一次举地球之力的登月行动。

    原因在于,地球上的科技已经发展到了阶段性的瓶颈。

    地球上的能源种类从钻木取火发展到石油煤炭,从本质上来说都是从化学能中获取能量,并无本质上的变化。直到人类的经典物理学理论和数学基础理论发展到了一定高度,永光才引导着一名叫爱因斯坦的犹太人科学家在协调协调麦克斯韦方程组和伽利略相对性原理上推导出了狭义相对论,进而推导出了广义相对论。

    从此,人类进入了原子时代,能量获取方式由化学能上升到了核能。

    核能的获取有两种方式,裂变和聚变。

    裂变产生的能量相对于化学能来说是高了数个数量级,1公斤铀235完全裂变相当于2700吨煤产生的能量。但是按照人类的目前技术来说,裂变技术发电存在以下问题:

    铀235在自然界含量稀少。尽管铀在地壳中的含量很高,比汞、铋、银要多得多,但由于提取铀的难度较大,所以能利用的铀矿不多,已探明的铀矿也就100万吨左右。铀矿的品味大多为0.1%-0.2%,也就是能提取利用的纯铀在2000吨左右。而按照人类目前的技术,能用于核裂变发电站发电的是铀235,仅占铀整体含量的0.7%。

    所以说核裂变发电,对整个人类及永光乐园来说,都是一种原子能的最基础利用,原料的匮乏代表了核裂变就是一个过渡能源。

    聚变相对于裂变来说,应用的范围就宽广了很多。

    首先,核聚变原材料最底层的元素就是氢,氢能通过聚变反应不断的向上生成重元素,理论上太阳的聚变反应能一直聚变成铁元素。氢元素能占到现有宇宙质量90%以上。就是在地球上氢也占到原子的17%以上。

    其次,核聚变原料在地球上储量也远比铀丰富。核聚变需要的原料氘和氚或者氦3,地球上的氘储量极其丰富,地球上仅海水中就含有亿吨氘。地球海水中所含的氘资源,如果用于聚变反应堆燃烧,可供人类使用上亿年。

    目前人类正在研究的是氘和氚(T)的核聚变,氘氚聚变的优点是反应条件相对较低、释放的能量高、反应所需核燃料相对比较容易获取,但缺点是这种反应会产生大量的中子。

    因为中子不带电,所以没有办法进行磁约束,这样就会造成核聚变装置的内壁会持续遭到中子的轰击,因此需要不断地更换内壁,而换下来的材料也可能会因为具备放射性而变成“核废料”,从而导致核聚变装置的成本高昂,而且还不容易控制。

    常见的核聚变反应类型有6种,在这些反应中,只有氘和氦-3的核聚变反应和只有氦-3参与的核聚变反应不会产生中子,由于其产生的质子带正电,是可以对其进行磁约束的,因此对于人类的可控核聚变来讲,这两种反应都比氘氚聚变好。

    需要注意的是,虽然氘和氦-3反应不会产生中子,但在反应过程中,核燃料中氘和氘却可能发生核聚变,这就可能会产生中子,相比之下,只有氦-3参与的反应不但释放的能量高,并且还绝对不会产生中子,所以只有氦-3参与的反应才是最理想的,也正因为如此,氦-3才被认为完美的核聚变燃料。

    氦-3好是好,但地球上的氦-3却少得可怜,根据科学家的估算,地球上已知的氦-3储量只有500公斤左右,也就是半吨

    人类登月后,从月球带回的土壤样品经过检验,月球的氦3储量极丰,仅月球表面就存在着大量的氦-3,初步估计其储量有上百万吨。

    为何月球有上百万吨氦-3,而地球只有半吨?

    太阳内部反应一直在产生氦3原子核,这些氦3原子核并不会全部都参与到聚变反应之中,它们中的一少部分会通过太阳的辐射层和对流层来到太阳表面,并最终随着“太阳风”一起离开太阳。

    太阳风其实就是太阳发出的高速带电粒子流,其速度很快(初速度可达每秒钟数百公里),影响范围可以高达120天文单位,而月球与太阳的平均距离仅有1天文单位,因此就会遭到太阳风的猛烈轰击,久而久之,太阳风中的氦3就在月球表面“堆积”起来了。

    同时,太阳风也给地球送来了氦3,但地球却直接“拒收”了,这是因为地球有一个强大的磁场,这可以让太阳风“绕道而行”,所以太阳“送”来的氦,3就无法抵达地球表面。

    鉴于人类的科技在短时间内达成不了氘氘或者氘氚核聚变的材料及技术要求,但是实现氦3核聚变的技术门槛使使劲还是能够得上,永光把目光投向了月球。

    在永光的发展计划内,能源是最重要的一环。

    地球的能源还是以化石能源为主,其他的核裂变、风能、光伏、水电技术与化石能源本质上并无二致,能源的层级太低,无法支撑永光发展计划的进一步展开。