请求节约能源的科幻画怎么画呢

最简单的画法是把现在流行的、有潜力的节能技术（主要是新能源与可再生能源）的利用技术：如风能、太阳能、地热能、核能、生物质能、海洋能、氢能等表现出来，再加上你对这些利用技术的想象和改进。

2、质能转换。物质质量减少转换为能量，可根据质能转换方程计算，E=mC^2，c表示光速。应用的如裂变、聚变反应。科幻中有利用正反物质湮灭产生能量的（光能）。

3、生物质能。记得有部老电影是回到未来？还是什么，利用垃圾放入车里产生能源，然后加速回来过去。呵呵，现在垃圾焚烧发电很常见，不过能量密度低。

物质、能量与信息。

因此，能源的发展史直接影响人类的发展史。

我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：¾¾ 物质、能量和信息。

组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。

一切能量来自能源，人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。

能源发展的里程碑 可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极大地促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子内部的能量。

未来对能源的要求

有足够满足人类生存和发展所需要的储量，并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。

未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。

而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。因此，必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。

除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题，严重影响了人类的生存。因此，未来对能源的要求将不仅是储量充足，而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言，核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。

u 能源的定义与源头

究竟什么是“能源”呢？《科学技术百科全书》是这样说的：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；《大英百科全书》说：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见，能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之，能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。

能源的源头

来自地球以外天体的能源（如太阳能）、地球本身蕴藏的能源（如地热、核能）、地球与其它天体相互作用产生的能源（如潮汐）。

而能源是产生能量的源头。

人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中，前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源，在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭，加热到一定温度，能和氧气化合并放出大量热能，可以直接用来取暖，也可用来产生蒸汽推动汽轮机，再带动发电机，使热能变成机械能，再变成电能。把电送到工厂、机关和住户，又可以转换成机械能、光能或热能。

在我们生活的地球上，能源形形色色。总起来说有三个初始来源。

太阳能

地球

来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

与地球内部的热能有关的能源，我们称之为地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。

与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其它类型的动力源、热源等。

来自星球引力的能量 指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动，造成相对位置周期性的变化，它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比，潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨，而实际可用的只是浅海区那一部分，每年约可折合为6000万吨煤。

u 能源结构与储量

地球上有哪些能量资源可供我们使用？它们还能维持多久？我们该怎么办？

能源的种类

一次能源：煤炭、石油、核能等自然界天然能量资源；

二次能源：汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量资源，

一次能源和二次能源 能源按其生成方式，分为天然能源（一次能源）和人工能源（二次能源）两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等；人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。

常规能源和新能源 其中，已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源，称为常规能源，通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。

煤的时代

能源结构的变迁 历史上，伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用，世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪，到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代，随着石油资源的发现与石油工业的发展，世界能源结构发生了第二次转变，即从煤炭转向石油与天然气，到20世纪60年代，石油与天然气已逐渐称为主导能源，动摇了煤炭的主宰地位。但是，20世纪70年代以来两次石油危机的爆发，开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时，大部分化学能源的储量日益减少，并伴随着许多环境污染问题。

而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计

煤炭：～200年

石油、天然气：～50年

核能：无穷多

之一的电力消耗逐年增加。根据统计，人口若每30年增加一倍，电力的需求量每八年就要增加一倍。

于是，20世纪末，能源结构开始经历第三次转变，即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移，核能的比例将不断增长，并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。

化学能的储存量 煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用？据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨，预计还可开采30～40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米，预计还可开采60年。必须指出的是，煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了，且不说可能带来的环境污染，它们还是很好的化工原料呢！

水能及新能源的潜力 那么水能呢？我们知道，水力是可以长期开发利用的。但是，在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办？再说，水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中，太阳能虽然用之不竭，但代价太高，并且就目前的技术发展情况来看，在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似，它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制，如风能、潮汐能、地热能等等。

易裂变核素

易发生裂变的原子只有铀-235（U235）、钚-239（Pu239）、铀-233（U233）三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235，钚-239可由铀-238生成，铀-233可由钍-232（Th232）生成。

易聚变核反应

氘（D2）-氚（D3）反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在，而氚极少，必须由人工生成（如由锂制造）。

核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。

天然铀的成份

天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238，仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。

作为发展核裂变能的主要原料之一的铀，世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储量约275万吨。如果利用得好，可用2400～2800年。

聚变反应主要来源于氘-氚的核反应，氘来可大量自海水，氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.03克／升，据估计地球上的海水量约为138亿亿米3，所以世界上氘的储量约40亿万吨；地球上的锂储量虽比氘少得多，也有2000多亿吨，用它来制造氚，足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变，核燃料就可谓“取之不尽，用之不竭了”，人类就将从根本上解决能源问题，这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富，而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。

专家们预测，核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。

1.2 变脏的地球与干净的核电

本节要点：回答的问题以下问题：现有的能源还能维持多久？能源利用可以不污染环境吗？核能真是可持续能源吗？

u 能源的可持续发展

必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。

而目前人类面临的问题正是：能源资源枯竭；环境污染严重。

能源利用与环境的可持续发展

能源危机

目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪（如石油），最多的也能维持一、二百年（如煤）人类生存的需求。

今天，几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战：保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。

能源供应危机 今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”，能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主，其中中国等少数国家是以煤炭为主，其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机都日趋严重。

浓烟滚滚的火电厂

能源对环境的污染 另一方面，特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境，使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是：氮氧化物（如NO与NO2）、二氧化硫（SO2）、各种悬浮颗粒物、一氧化碳（CO） 大气污染的主要源头

目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是：酸雨、温室效应和臭氧层破坏。

和碳氢化合物（如CH4、C2H6、C2H4等）。其来源主要有三个方面：① 煤、石油等化石燃料的燃烧；② 汽车排放的废气；③ 工业生产（如各种化工厂、炼焦厂等）产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。

表1-1 世界CO2排放量统计（1995年）

国名

排放量（百万吨）

人均（吨/人）

百分比

美国

5228.52

19.88

23.7

中国

3006.77

2.51

13.6

俄罗斯

1547.89

10.44

7.0

日本

1150.94

9.17

5.2

德国

884.41

10.83

4.0

印度

803.00

0.86

3.6

英国

564.84

9.64

2.6

u 核能是可持续发展的能源

以现在的眼光看来，核聚变几乎就是我们最终的理想能源了，尽管在这个道路上依然困难重重，但我们仍然不遗余力的在努力着，并且已经过了黎明前的黑暗，光明似乎总是差那么一丢丢，至少我们已经看到曙光了！

核聚变的原理很简单，如上所示四个氢核聚变为一个氦核的，丢失0.7%的质量，然后以E=MC^2的方式释放出来，由于燃料非常容易获得，因此我们一直都认核聚变是终极的能源！

但要获得原理如此简单的能源的条件近乎变态，太阳的内核温度1500万度似乎并不高，但压力高达340亿个大气压，我们无法实现如此高的大气压，因此只能退而求其次提高温度，但最低聚变条件的氘聚变温度需要5000万至1亿度

即使是最容易的氘聚变，也让科学家有些束手无策、黔驴技穷的感觉，个中的难点是超超高温的等离子体极难控制，加热温度保持机制也是难点，内壁耐热材料一样是难点，连内壁外的超强磁场线圈制造业是难点......但前途实在是太过无量，所以科学界对于核聚变从来都是义无反顾、前赴后继，诱惑实在是太大了！

以ms计的聚变等离子体保持过程，最后一闪就是熄火了.....

不说这种沉重的话题了，下面介绍下聚变的种类吧，哪个适合用在什么地方，了解下未来的用途

一、磁约束核聚变

1.托卡马克核聚变装置

托卡马克结构的核聚变装置

2.仿星器

仿星器结构的核聚变装置

二、惯性约束核聚变

激光点火的NIF（国家点火装置）

当然以上无论哪种实现商业化都是对未来发展巨大的帮助，但几种结构中，惯性约束核聚变是比较适合宇宙航行的，因此我们的飞出太阳系的希望寄托于惯性约束核聚变了。

这个尾部中心闪光就是想象中的惯性约束核聚变的希望之火，理论上装备这种发动机的飞行器可以达到光速1%-10%，这一个非常有诱惑力的速度，它将使得我们能在40-100年内到达比邻星，看上去似乎仍然非常漫长，但这已经是我们能够达到的极限了。

除非未来实现跨越狭义相对论框架的发动机，但我们依然需要为其提供能源，无论如何核聚变都将是未来可以预计的时间内的终极能源，也将是我们以后宇宙航行中为之依赖的不可或缺的未来！

我认为是的，核聚变是目前为止已知的唯一的人类能够在短期内取得重大突破的新型能源技术。而且核聚变也是在这个地球上唯一能够让我们离开星系的能源。

离开了核聚变，别说离开银河系，就连是离开太阳系都非常困难。 虽然核聚变也并不是唯一的新型能源，未来还有可能有反物质推动，曲率驱动等，但是目前为止，核聚变的前景还是很可观的，人类有望在100年内掌握可控核聚变技术。 只要这个目标达到了，人类将不会再有能源危机，可控核聚变的实现，也将会为人类走出太阳系乃至是银河系提供了强有力的能源保障。

核聚变，其实就是轻核子之间相互融合形成重核子然后释放出巨大能量的过程。原子弹利用的是核裂变反应，而氢弹利用的就是核聚变，氢弹的威力跟原子弹相比大了多少就不用我多说了吧。目前人类利用的核能是核裂变，而如果核聚变反应可控的话，产能效率将会大大提高。

核聚变是比核裂变更高级的反应， 原子弹通过核裂变的方式释放能量，产生上亿摄氏度的高温，但是核聚变反应的发生需要在上亿摄氏度的高温下进行，所以氢弹的点燃是通过原子弹来引爆的 ，也就是说核聚变需要核裂变作为引子。

如果像是点燃氢弹那样就简单了，难就难在怎么让能量缓慢释放。那么为了达到这个目的首先就需要想办法束缚住上亿摄氏度的高温，但是地球上的所有物质都不足以承受如此高的温度，所以人们就想了一些方法，那就是通过磁约束。

通过核聚变反应产生巨大能量，冲压式核聚变发动机可以使得飞船的速度达到光速的几分之一，这样的话飞船就足以进行星际旅行。而核聚变释放的能量是要远远大于化石燃料，也大于核裂变的。如果携带化石燃料的话，那么燃料怎么携带就是一个很大的问题，因为需要的能量多，所以也需要携带很多的化石燃料，但是星际旅行这样的大能量消耗过程，如果依靠化石燃料的话，可能把地球上的所有的化石燃料都用上了恐怕也不够。所以呢，目前为止核聚变是最有可能带我们离开太阳系的，但是未来也可能有别的方式，比如曲率引擎和暗物质能量等。

人类再不要聪明反被聪明误了！

还是把聪明用在正道上一一一潜心研究多快好省的开发沙漠太阳能发电和科学开发南北两极的冷空气，不再给地球新增热量，不要再让海水膨胀，淹没陆地！

我真是无法理解，人类不是想尽一切科学办法把自己的亲生母亲地球打扮得 健康 漂亮，环保绿色，万寿无疆，而是费尽心力尽快的离开自己的母亲，去寻找完全不靠谱的母亲！

俗话说得好：苦海无边，回头是岸，我真诚的奉劝那些所谓的能源科学家，快快悬崖勒马！

核聚变是目前已知的、人类有望近期能够掌握的革命性能源技术，一旦可控核聚变技术成熟，那么我们就可以利用，比如拿来发电，拿来作为宇宙飞船的动力，这一切在200年内应该能够普及。由此可见，核聚变也应该是这个地球上唯一能让我们离开太阳系的能源，但是也不是绝对的。因为在新能源领域，还有潜在的能源，比如反物质推动、曲速驱动等，都是很有潜力的星际航行技术，只不过这些技术距离我们太远，甚至连个理论基础都没有。

核聚变不一样，工程样机就摆在那里，不论是德国Wendelstein 7-X，还是麻省理工托卡马克聚变反应堆，都具备了一定的成熟度。德国Wendelstein 7-X已经开始运行，多次试验证明其能够输出能量，其造价达到10亿欧元，可以模拟产生恒星内部的极端环境，利用核聚变产生能量。核聚变技术距离实用化还有数十年的距离，因为目前的一些技术基础还不能克服，核聚变反应堆主要两类，一个是托卡马克核聚变装置，另一个是仿星器核聚变装置，后者使用3D磁场控制，前者使用2D磁场来控制。

美国能源部物理学家和德国科学家对Wendelstein 7-X多次试验表面，3D磁场控制的仿星器核聚变装置安全系数更高一些，磁场在仿星器中扮演非常重要的角色。从目前看，核聚变当然是唯一能让我们离开地球的能源，但距离离开星系还远着，因为银河系直径10万光年，依靠核聚变也无法飞这么远。

目前，人类尚没有把任何人造物体送出太阳系，而人类本身也没有突破地月系，究其原因，最主要的就是因为能源问题，人类尚没有有效的能源用于宇宙航行。

在动力学中，我们用比冲量来衡量火箭引擎效率，它的定义是火箭发动机每秒消耗单位质量推进剂产生的推力，或者是单位质量推进剂产生的冲量，单位是秒。比冲量越高，表示火箭发动机的效率越高。目前人类在航天领域普遍使用的能源是化学燃料，但这是一种非常低级的能源，能量释放效率非常低。

使用化学燃料的火箭被称为化学火箭，分为固体火箭和液体火箭，其中固体火箭的比冲量为290秒，液体火箭的比冲量则是300至453秒。在一些航天器上，我们还使用核动力作为能源，比如说著名的旅行者一号，就是使用核电池作为能源。目前人类使用的核能都是核裂变产生的能量，这种能量比化学燃料要高级，比冲量可以达到几千秒。但是，核裂变火箭的推力较小，只适用于无人的远距离航天器。

核聚变是人类在近期有可能掌握的新型能源，相比于核裂变，核聚变的效率更高。目前，人类往返火星需要四年，而如果使用核聚变火箭的话，将缩短至两个月左右。相比于反物质引擎、曲率引擎等更加“科幻”的技术，核聚变有着坚实的理论基础，虽然技术上还有一些问题，但它是最有希望实现的新能源了。

以目前的科学水平来说，核聚变确实是人类离开地球、 探索 深空最可能实现的能源方式，并且人类也正在做这样的事。此外诸如虫洞旅行、曲率引擎等等，目前来讲只能在科幻电影中实现。

为什么如此看好核聚变呢？

相比于传统的化学火箭，核聚变动力更加持久。

我们目前航天用的都是化学火箭，不过它的能量效率很低，登月使用的土星五号火箭，起飞自重就达到了三千多吨，可以想象，如果要载人飞出太阳系，那得需要多少燃料？而且我们不能和旅行者一号比，它只是个探测器，飞了35年才脱离日球层，很显然我们不能让宇航员等35年

可控核聚变装置又被称为“人造小太阳”，因为太阳的能量就是通过聚变释放的。如果我们能做到控制能量释放的速率，并且一定要持续，之后再小型化应用到火箭上， 那基本就算是成功了 。

还有其他的推进方式吗？

有，比如光帆、虫洞、反物质引擎等等。

光帆 就是利用光压前进，此前霍金先生启动过“突破摄星”计划，打算绕一批微型探测器，靠激光加速飞到相距4.2光年的半人马座a；

虫洞 就是抄近路，在两点之间打开时空洞口，进行穿梭，目前来看，几乎等于幻想；

反物质引擎 ，就是利用正反物质湮灭产生100%的能量做动力，这个比核聚变厉害多了，不过反物质的制作和储存太困难了。但这并不妨碍科幻小说，对它的大量使用。

期待您的点评和关注哦！

人工可控核聚变是目前人类最希望突破的能源之一。

以核聚变发动机为能源是近期可能实现星际旅行的最有效的方式。

核聚变是太阳等恒星的能量来源，人类在上世纪已实现不可控的人工核聚变，当然是以氢弹这种不可控的方式。氢弹爆炸时，由原子弹引爆产生的高温高压实现点火，利用惯性约束高温等离子实现轻核热聚变，聚变能量在瞬间释放。

对于人类来讲，地球也并不能一直是我们平安家园，我们总要走出这个星系，去寻找更多的资源。那么可控核聚变发动机就是人类实现星际旅行目前最有可能的方式了。

目前地球上，对于能量缓慢释放的可控核聚变，难度主要在对高温等离子体的约束，目前人类对可控核聚变反应堆的研究也有几十年了。目前有希望的途径是磁约束和激光惯性约束。磁约束目前各国研究喝多，常见的磁约束装置是托卡马克聚变实验堆，世界上有美国，德国，中国，俄罗斯等国都建立了可控热核聚变反应堆。当前都还处于基础研究阶段，可望在几十年内取得突破。

核聚变也并不是人类星际航行的唯一能源，只是目前最可能突破和实现的能源方式。其他诸如反物质飞船，曲率驱动飞船这些目前尚在理论 探索 中，只能暂时出现在各种科幻作品中。

量子实验室，欢迎评论和关注。

目前来看，在可以预见的未来，比如在未来100 500年之内，也只有利用核聚变技术为宇航活动提供能源。人工核聚变是一项很有前途的技术，目前正在日以继夜的攻克。核聚变，它是太阳等恒星能源的来源，对能源的利用率比较高。过去，我们人类想要发射一枚火箭到太空去，通常用的是化学火箭，通过给火箭灌注大量的化学燃料，用化学能把火箭推送上天。化学火箭一直是航天业的主流产品，优点是技术简单，容易获得，缺点是效率低下，火箭体积过大。而核聚变技术可以克服化学火箭的缺点。钱学森是著名的火箭控制专家，他在20世纪30年代末就构想过利用核聚变技术把火箭发射到天上去。你是不是大跌眼镜？要知道，当时可是30年代，不是60年代，70年代，当时"火箭"这个词汇，仅仅出现于科幻俱乐部会员之间的交流，钱学森的老师为了避免让民众认为火箭太科幻，而把实验室改名为"喷气实验室"。当时，不要说核聚变火箭，就是化学火箭，对大众来说都是一个科幻上的概念。但是，钱学森具有超越时代几十年的前瞻性，他还国内的时候，就提出了核聚变火箭的概念，让人惊叹他的创造力。现在，美国人制定了一个远征火星的计划，打算用火箭把几名宇航员送到火星地表上面去。由于路途遥远，需要一年半左右才能到达，用传统的化学火箭已经不够用，所以需要开发人工核聚变的火箭。这个技术难关主要在于体积的小型化，目前美国科学家已经取得了一定的进展。预计最早到2025年，真正可靠的人工核聚变火箭就可以完成制造。至于科幻小说之中的其他"能源"，比如，什么反重力技术，什么真空零点能量，这些概念都过于超前，在理论上还仅仅是假说，没有得到证实。如果要开发出这些概念 科技 ，至少在目前是完全无法想象的，完全没有头绪。所以，在可以预见的未来，核聚变火箭还是宇航局的首选。

核聚变是目前看来比较靠谱的太空航行的能源，但是不是唯一能源。

要想飞向太空，烧煤显然是不行的，所以现在的火箭用的是更高效的燃料，即使这样可提供的能量也是很有限的。看起来非常巨大的火箭，里面的燃料只够燃烧一小会。现在很多国家的火箭只够发射近地轨道的卫星，只有极少数国家才有那种能把人类送到月球上的大推力火箭。

指望现有的火箭燃料来长期推进太空飞船是不现实的，目前的飞船和卫星一般用的太阳能，但是如果我们打算飞出太阳系，那么太阳能可能就远水解不了近渴了。于是有些飞船用了核裂变的能量，核裂变的好处是容易发生，坏处是有核辐射、利用效率不高。

核聚变正好与核裂变相反，好处是安全环保、能量利用效率高，缺点是不容易发生。虽然太阳每时每刻都在核聚变，但是这事对人类来说还是很困难的，因为我们没有太阳那么大的体量。实验室里难以达到太阳核心那种极端的环境，而且还没法持续、经济的运行。

现在世界上有几十个核聚变装置，美国二十几个，我国十几个，俄罗斯几个，这些装置想要放到飞船上还需要很多的改进。比如关键的一点是，核聚变装置产生出来的能量得比它消耗的能量要多，不然就没法用。光是这点，目前很多核聚变装置就达不到。

其实，如果考虑用最少的物质产生最多的能量的话，正反物质湮灭会是比核聚变更高效的星际飞船能源，只不过我们目前还不能大量制造或者获取反物质。也许随着科学的进步，我们今后能发现更好更高效的能源，来推动人类飞出太阳系甚至银河系。

答：能源这块，和我的大学专业联系挺紧密的，我来谈一点我的看法。

可控核聚变，无疑是人类最迫切希望得到突破的技术，我们的科学家已经研究了半个世纪。要想实现星际航行，没有可控核聚变的话，别说离开银河系，就算离开我们太阳系都是很难的。

我们来分析一遍，目前人类的所有能源方式的特点。

一、传统化石能源

包括煤炭、石油和天然气，目前人类对化石燃料的利用已经达到了顶峰。

以目前的开采速度，全球的石油和天然气还能供给50年，煤炭还能供给100年；对于中国，不从外进口的话，石油和天然气时间缩短近1/5，煤炭稍微多一些。

化石燃料对环境污染非常大，这也是化石燃料的诟病；化石燃料唯一的优势，就是开采技术和利用效率，已经达到了很高的水平，技术可以说相当成熟。

化石燃料的特点，决定了它只能解燃眉之急，未来肯定是靠不住的。

二、水利发电和风能

之所以放到一起，是因为这两个能源有很多共性，首先两者都算是清洁能源，而且都是取之不尽用之不竭。

但同时，两者都会对生态环境造成一定的影响，水利发电影响降水；发电的选址由地理条件决定，灵活性较低，现阶段无法代替火电。

对于未来的星际航行，除非人类发明高效的能源储存技术，否则对星际航行起不了多大作用。

三、太阳能和氢能（氢气）

这两个能源，算是清洁能源中的佼佼者，如果两者同时得到突破，那么人类在地球上的能源消耗，完全可以替代掉化石能源。

太阳能取之不尽用之不竭，氢能（氢气）具备高能量密度，我们可以利用太阳能分解水得到氢气，而氢气方便运输和储存。

在太空中，太阳能更是源源不断；但是，对于超出太阳系的星际航行，太阳能的获取将大大打折。

四、其他新能源

比如可燃冰、生物质能、地热、潮汐能等等，目前技术不成熟；但是也存在各自的局限，可以作为未来能源的补充，要想成为人类能源的主导，不太可能。

五、核能

核裂变的最大缺陷，就是废料的核污染，而且地球上核裂变的燃料（铀）也是有限的。

氢同位素的核聚变过程，没有任何放射性废料产生，释放的能量比核裂变大，而且氢的同位素在海水中大量存在，完全足够人类使用数亿年。

如果以氦-3作为核聚变燃料（3He+3He 4He+2(1H),ΔE=12.860MeV），聚变过程就没有中子产生，意味着不会存在核辐射，是相当清洁的能源，而氦-3在月球土壤中大量存在。

我国属于能源大国，对未来能源的重视度可想而知。目前，国家大量扶持风力发电和太阳能发电，就是为了在未来摆脱化石能源的限制。

对于可控核聚变，关键的技术之一是核聚变的点火，目前主要方式有激光点火和磁约束点火（托卡马克装置）。

比如美国的“国家点火装置”，就是研究激光点火；国际合作的“国际热核聚变实验堆计划”，研究的是托卡马克装置点火；对于中国科学院等离子体物理研究所，也有自己的托卡马克装置。

可以说，无论从那种角度来看，核聚变都是人类现阶段，有可能掌控的终极能源之一，人类要想进行星际航行，除了可控核聚变外，确实没有更合适的能源能够替代。

缺点就是可控核聚变技术，貌似遥遥无期，不知道我们这辈子能否看到？