您当前位置:博亚体育app入口官网下载 > 手赚资讯 >
来源:博亚体育app入口官网下载
2022-08-30 17:49 浏览: 分类:手赚资讯

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实

博亚体育app入口官网下载我认为,一旦新能源技术获得突破,人类文明一定会得以“质”的飞跃。

这是因为在人类文明发展历史中的三次工业革命(飞跃)都离不开能源技术的突破:

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

博亚体育app入口官网下载第一次工业革命开始于18世纪中期,其“标志产品”是大名鼎鼎的蒸汽机,人类也正是由此而进入了机器时代。蒸汽机的驱动能源来自于煤炭,而煤炭的潜力也是随着钢铁和橡胶技术的突破而被彻底释放出来,当之无愧地成为第一次工业革命的“驱动能源”。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

第二次工业革命开始于19世纪中期,有赖于新的炼钢、合金等基础化学和材料技术的关键突破,该次革命的“标志”被认为是电灯和内燃机。虽然电灯所使用的能源是电能,但是电能是二级能源;并且伴随着内燃机的出现,汽车、轮船、飞机等划时代的交通工具出现,它们主要依靠化石燃料——石油来驱动,因此,该次工业革命的“驱动能源”应当被锁定为石油。

博亚体育app入口官网下载哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

世界第一台通用计算机ENIAC

第三次工业革命开始于20世纪中期,原子能、电子计算机、空间技术、信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域都有了很大突破,其中最主要的“标志”被认为是电子计算机的出现。而电子计算机自发明至今也历经了三次技术突破:即电子管计算机、晶体管计算机和集成电路计算机。这次革命的核心之处是基于电能在高科技领域中的应用,故该次工业革命的核心驱动应当是电能。

博亚体育app入口官网下载哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

进入了21世纪之后,人类的科技水平在诸多创新领域都获得了突破,如人工智能、新材料技术、分子工程、石墨烯、虚拟现实、量子信息技术、可控核聚变、清洁能源以及生物技术等,这次工业革命的能源标志是可控核聚变,这是因为我国的磁约束核聚变——全超导托卡马克装置(EAST)的实验攻克了稳态高功率加热(世界领先),将等离子体加热到1.6亿摄氏度(20s)和1.2亿摄氏度(101s)。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

博亚体育app入口官网下载至此,很多人都认为核能(可控核聚变)技术的提升将是新能源技术的突破口,可是,要实现可控核聚变到成功发电可谓比人类登陆火星还要难上加难。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

首先,核聚变的核原料的获取极为不易,拿地球上最理想的核聚变原料——氘和就氚来说,氘的优点是获取容易且价格低廉,但是氚就贵得离谱了,一公斤氚燃料要上亿美金。而且这一公斤氚燃料用来做实验还行,用来发电还是远远不够的。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

抛开原料和钱的问题,最让科学家们头疼的是,氘-氚的聚变反应伴有高能中子辐照,以及高通量氘(D)氚(T)等离子体轰击聚变堆第一壁“钨装甲”的问题。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

辐照引起的材料肿胀,左边为未辐照材料,右边是辐照过材料的

经过高能中子辐照之后核聚变能源属于新能源,聚变反应堆的壳体“钨装甲”就会慢慢地像空心泡沫一样肿胀起来,这种尺寸的变化对正常服役的材料是致命的。除了辐照肿胀,材料中产生的大量缺陷也会影响材料的力学性能,使得材料变硬、变脆、更容易断裂,从而影响聚变堆的安全运行。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

更为严重的是中子还会和各种金属材料进行核反应,改变材料的元素组成,例如钨会变成铼, 锇, 铪, 钽。时间一长,金属材料的组分会变得和一开始时完全不一样,这对聚变堆的影响也是非常大的。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

那么,最理想的核聚变材料是让氦-3跟氦-3反应,这种核聚变完全不会产生中子。但是氦-3在地球自然界中的含量极为稀少,主要原因是由于地球大气层和磁场阻碍了太阳辐射中的氦-3原子到达地球。

因此整个地球上的氦-3元素,基本都是由氚核(超重氢)通过β衰变得到,而氚的丰度本来就稀少,所以地球上的氦-3元素更是少得可怜,提纯成本非常高,地球上能被人类利用的氦-3总量只有半吨左右。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

月球土壤

但有意思的是,月球土壤中的氦-3就非常丰富核聚变能源属于新能源,据估计,整个月球能被开采的氦-3元素高达100多万吨,如果全部用于核聚变反应,可为人类提供上万年的清洁能源供给。

我们试想一下,从月球上采集这种土壤需要付出多大的财力、物力和人力才能实现?

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

我们追溯地球上能源的由来,其实人类绝大多数的可用能源都是来自于太阳,包括石油、煤炭、天然气、甚至是食物(除了核能)。而地球就像是个特大号的“太阳能电池”,正可谓充电四十五亿年,却难以满足人类几百年的挥霍。

有意思的是,其实太阳能也是经过核聚变之后辐射出去的能量。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

太阳是一个由气体组成的巨大恒星,其主要成分是氢气和氦气,当太阳内部发生核聚变时,会有四个氢原子聚合为一个氦原子,然而,这个氦原子的重量要比聚合前的四个氢原子加起来的重量要轻。

那么,根据能量守恒定律,这部分消失的重量,实际上转化为了辐射能,即太阳能。

太阳能的使用期限几乎跟太阳存在的时间一样长,这就告诉我们,太阳能是一种取之不尽,用之不竭,没有任何污染的能源。而且太阳能最大的优势就是永久免费不限量供应。

可是,即使太阳能资源总量相当于现在人类所能利用能源的一万多倍,但太阳能的能量密度低,而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能所面临的难题。

从理论上来说,人类的终极能源解决方其实有两个路径,一是可控核聚变,另一个则是建设太阳能空间电站。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

这正是 “空间太阳能发电” 的概念。

简单来说,就是在距离地球3.6万公里远的太空轨道上布置巨大的太阳能电池阵列,把太阳光转换为电能,再通过微波或者激光的形式,把电能传输回地球,通过地表的天线接收、整流,最后输送到电网中。

在太空中一平方米的太阳能板可产生10到14千瓦的电力,其发电效率将是同等规模的地面太阳能发电站的35倍。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

那么,在太空中只需要200万平方米的太阳能板就可相当于三峡发电站的装机容量了,其实200万平方米太阳能板的面积也就是两平方公里,把它发送到太空的设想还是可行的。因为我国正在设计的最新一代航空运载火箭——长征九号,能将140吨有效载荷送入近地轨道核聚变能源属于新能源,同时具备50吨级地球同步轨道运力。

实际上,空间太阳能电站的难点在于如何实现远距离电能的无线传输。可以说,无线输电技术决定了未来空间太阳能电站的发展进程。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

早在十九世纪,发明家尼古拉·特斯拉就有了这个崇高的理想:让地球上的所有人都能免费或低费使用“无线电能”。

在特斯拉的眼中,把电束缚在电线和电容里面,不仅会造成极大的损耗,还需要投入相当多的辅助设备,因此,特斯拉认为无线电能才是“电”的终极使用形式。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

这并不是他的一种空想,特斯拉在很早之前就开始了无线电能的远程照明实验:他设计出一种无线传输电能的发送端和接收端,并实现了远距离隔空点亮电灯的实验。之后,特斯拉在纽约长岛兴建的沃登克里弗塔便是一套兼顾无线电广播和无线传输电能的巨大设备。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

特斯拉认为核聚变能源属于新能源,将地球电离层和大地之间的谐振频率(7.83HZ)激发出来,引发电离层和大地之间的空腔谐振,在不断激发它们达到共振的状态时,只要在发送端输入少量的电能,输出端的电能则会放大数亿倍,从而实现全球免费(或者极低成本)使用无线电能的目标。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

那么核聚变能源属于新能源,太空太阳能电站所使用的无形输电的核心技术——无线微波输电,比特斯拉的谐振原理要高效得多,因为微波具有可以穿云透雨的特性,所以更适合超远距离定向传输。

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

微波无线输电的原理是:将太空电站产生的电力通过转换器变为1~10厘米的微波,定向无线传输到地球上的电站后,使用可将微波能量转换为直流电的“微波整流天线”的装置后得到电力。

在空间太阳能发电这个领域,我国有着超前和远大的目标:

哪些科学技术一博亚体育app入口官网下载旦获得突破将会让人类文明实现飞跃为什么

我国首个空间太阳能电站实验基地在重庆璧山正式开工建设

2008年,我国将空间太阳能电站研发工作纳入国家先期研究规划,力争在2030年开始建设兆瓦级空间太阳能试验电站,2050年之前具备建设3000亿RMB吉瓦级商业空间太阳能电站的能力。

博亚体育app入口官网下载若我国抢在美日和欧洲国家前面,率先建成空间太阳能发电站,将有可能拉动全球一大批工业科技创新成果,其意义不亚于美国的阿波罗登月。

手赚资讯
安卓赚钱苹果赚钱
阅读头条转发赚钱