功能陶瓷工程研究中心 温兆银
锂陶瓷,顾名思义,含有锂元素的各种陶瓷。因为它们和核武器以及核聚变能紧密地联系在一起,从上个世纪80年代开始,人们开始广泛、深入地研究这类陶瓷。经过中子辐照的锂陶瓷可以产生在自然界中不能稳定存在的氚。氘和氚在极端的高温条件下发生的非控核聚变反应就是人们熟知的氢弹和中子弹中的基本反应,而受控的核聚变反应则被认为是人类未来取之不尽,用之不及竭的清洁能源。
如果从80年代前后算起,人类从地球开发的石油大约是600亿吨,以这样的速度开采,剩下的石油还能保证人类使用44年。天然气也只能持续开采56年,煤炭资源也会在不长的时间里消耗殆尽。因此,人类不得不向大自然索取新的能源,聚变能并是人们找到的答案。
我们知道,目前的核电站都是利用核裂变而发电的。然而,核裂变产生的巨大能量,还远远比不上核聚变。裂变堆的核燃料蕴藏极为有限,不仅产生强大的辐射,伤害人体,而且遗害千年的废料也很难处理,聚变能则是一种无限的、清洁的、安全的能源。天然存在于海水中的氘有45亿吨,把海水通过核聚变转化为能源,按目前世界能源消耗水平,可供人类用上亿年。地球上的锂所产生的氚足够人们用上1万年~2万年。这就是为什么世界各国,尤其是发达国家不遗余力,竞相研究、开发聚变能的原因所在。
核聚变发生的温度达到近亿度,原子弹爆炸时可以达到这个温度。用核聚变原理造出来的氢弹就是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热使氢弹"点火"并得以爆炸的。但是,变为人类社会日常所需的电力,则需要缓缓释放核聚变所产生的能量。激光技术可以解决为核聚变反应堆"点火"的难题,世界上最大的激光输出功率足以产生几兆度的高温,是太阳内部温度的10倍以上,并已实现了几个兆瓦的电力输出。
目前,各国都在竞相开发核聚变发电厂,科学家们估计,到2025年以后,核聚变发电厂有可能投入商业运营。2050年前后,受控核聚变发电将被人们广泛应用。人类未来将从"石油文明"走向"核能文明"。 可以预见,不久的将来,核聚变能造福人类定会梦想成真。那时,锂陶瓷将成为能源领域的明星,造福人类的功臣。 |