1kg的核燃料放出的能量相当于多少标准煤放出的能量

从人类祖先从树上下来开始直立行走，到发射火箭把宇航员送上太空和月球，在这几十万年里人类对能源的使用方式几乎没什么改变。

不论是古代的钻木取火还是柴草煤炭，还是近代以来的石油和天然气，这些能源本质上都属于化学能，都是通过破坏燃料的化学键来获得能量，电能的产生更是通过简单粗暴的 “花式烧开水” 来实现的。

直到核能的被发现和利用，人类才算又打开了一扇能源之门，而且这道门里的能量密度， 是化学能的上百万倍 。

因为相比分子层面化学键的断裂，扎根于原子层面的核能，释放的能量更加彻底，但人类目前掌握的可控核裂变技术，还只是入门级别的核反应，能量释放远超核裂变的 核聚变 ，才是核能真正威力的体现。

此刻天空中的太阳就是最好的例子：它靠着内部氢元素核聚变的能量，已经释放了 50亿年 的光和热了。

如果人类掌握了可控核聚变技术，就相当于自己制造了一颗太阳，靠着它带来的无尽的光和热，可以释放近乎无限的电能， 永不枯竭的可控核聚变小太阳 ，将成为未来太空开发和星际航行的必备能源。

举例来说：目前传统的火力发电站，如果年发电量是 100万千瓦 的话，大约要耗费 200万吨 煤来烧开水，同等发电量的情况下，核裂变发电厂需要 30吨 核燃料来烧开水，但如果是核聚变发电厂的话，只需要 0.6吨 聚变燃料，就能实现发电 100万千瓦 的目标。

地球海水中的氢元素，以及氢元素的三种同位素氕氘氚，都能作为核聚变的燃料，而且每升海水中就含有 0.03克氘 ，在全球海洋储水量高达 13.8亿立方千米 的情况下，其中蕴含的聚变燃料足够人类文明挥霍数万年，不但能从根本上解决能源问题，而且还能避免对地球环境的污染。

甚至在能源空前富裕之后，无线供电过程中产生大量损耗也许都能被接受，届时整个地球都将笼罩在电能场中， 电将和空气一样无处不在，任何用电的设备都能随时接收到电力 ，再也不需要充电。

但比地球海洋中的氢更适合做核聚变燃料的， 是远在38万公里外的月球氦3 ，现在各国去月球的目的，也基本都是为了它。

因为氦3在核聚变过程中不会产生任何辐射，且仅在月表的月壤中就有超过 100万吨氦3 ，未来不管是运回地球补贴家用，还是直接在月球上建立核聚变发电站扩大月球基地，都需要大规模开采氦3。

《钢铁侠》中安放在主角胸口的方舟反应堆，在背景故事里也属于核聚变反应堆，但不同于氢弹和太阳这样的热核聚变反应， 钢铁侠的方舟反应堆属于“冷核聚变” ，也就是一种在常温条件下就能实现聚变能量释放的技术，属于地地道道的“黑 科技 ”。

从上世纪50年代提出可控核聚变以来，这项技术就有了一个 “50年魔咒” 。

因为每次问 “什么时候实现可控核聚变？”

得到的回答都是

“50年后”

虽然现在合肥中科大的 “中国太阳” 可控核聚变装置，已经实现了1亿摄氏度情况下稳定运行100秒，其他国家的可控核聚变技术也在进步，但它们都有一个致命的弱点， 那就是输入的能量远大于输出的能量 ，现在最好的实验数据，也仅仅是输出的能量略小于或者相等于输入的能量。

这个弱点或者说缺点，决定了目前的可控核聚变技术无法投入实际应用，考虑到核能的能量密度， 只有当输出的能量10倍甚至20倍超过输入的能量时 ，可控核聚变技术才算成功，人造太阳才能成为现实。

如果在下一个50年里，可控核聚变真的能成功的话，人造太阳的能量肯定会被首先应用在火箭和飞船上，到时候只需要很少的核燃料，就能把体积巨大的火箭和飞船送上太空， 速度也将达到千分之一甚至百分之一光速。

人类文明灿烂的未来，也将被可控核聚变发出的光点亮。

我国的压水堆核电站，反应堆启堆的时候用中子源提供中子诱发燃料芯块中的铀-235裂变，释放能量。铀-235裂变会发射出2～3个中子，这些中子在水中被慢化，然后继续诱发其他的铀-235裂变。控制棒的作用就是保证在正常运行的时候吃掉多余的中子，相当于保证每个铀-235裂变释放出的中子中，只有1个中子可以去诱发其它的铀-235裂变，多余的那1～2个中子被控制棒吃掉。这主要是靠控制棒插入堆芯的深度调节来实现。

这些释放出来的能量以裂变碎片的动能形式存在，这些碎片撞击燃料棒包壳，和陶瓷材料碰撞把动能转化成热能，然后用水把这些热带走。（高温气冷堆是用氦气或是二氧化碳带走这些热，钠冷快堆是用液态金属钠钾等传热），压水堆的模式就是把这些热带到蒸汽发生器加热二回路的水，让二回路的水变成蒸汽推动汽轮机做功再带动发电机发电。日本的沸水堆相当于没有二回路，它是直接把接触反应堆的水变成蒸汽推动汽轮机做功，但因为这样，汽轮机也会带有放射性，所以沸水堆的汽轮机也需要做屏蔽。

火电站就是燃烧煤炭，煤炭烧开水，水蒸气推动汽轮机做功并带动发电机发电。这个流程和沸水堆很相似。

但是由于核电站的放射性问题，所以它比火电站更严谨，要求的安全性更高！必须做好辐射防护和放射性包容。核电站本身对放射性的包容就有4层，首先是芯块，然后是燃料棒包壳，再后是一回路压力管道，最后是核岛安全壳。

煤炭、石油、天然气、化学能、核燃料等能源属于不可再生资源。

1、煤炭：煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。

2、石油：石油是指气态、液态和固态的烃类混合物，具有天然的产状。石油又分为原油、天然气、天然气液及天然焦油等形式，但习惯上仍将“石油作为“原油的定义用。

3、天然气：天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体（包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等）。

4、化学能：化学能是一种很隐蔽的能量，它不能直接用来做功，只有在发生化学变化的时候才可以释放出来，变成热能或者其他形式的能量。

5、核燃料：可在核反应堆中通过核裂变或核聚变产生实用核能的材料。重核的裂变和轻核的聚变是获得实用铀棒核能的两种主要方式。

液氢气

提取还比较困难，保存液很困难，危险！不过这种能源比较卫生。

太阳能

不稳定，运用范围较小，建筑占地面积大；优点是清洁、纯天然、长久等等。

风能

也是一样不稳定，使用范围小，难以控制，效率低；优点是清洁、长久取之不尽等。

核能

危险、难以控制、为例太大、废料难以处理、保存困难；优点是效率高，功能时间久、能量高等等。

2、

我认为未来可能会在生物能方面运用较广，现在已经有研究生物电能等方面的东西。还有远地太阳风能、地球运动能（包括自传、公转、地心运动、板块运动、水体运动等）、宇宙辐射能；还有宇宙中本身存在巨大的能量，这一点尼古拉特斯拉可以证实，那些能量取之不尽用之不竭，绝对是好的选择。

M*Q=m*C*dt即可