社會(huì)發(fā)展到今天,能源危機(jī)開(kāi)始困擾人類。人們正在尋找各種可能的未來(lái)能源,以維持人類社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。熱核聚變是在上億攝氏度的高溫條件下,利用氫的同位素氘、氚在可控情況下發(fā)生的核聚變。聚變反應(yīng)中釋放出來(lái)的核能提供大量的熱量,就象造出一個(gè)“人造太陽(yáng)”。反應(yīng)后的生成物是無(wú)放射性污染的氦。
據(jù)科學(xué)家估計(jì),可控?zé)岷司圩兊难菔拘缘木圩兌褜⒂?025年實(shí)現(xiàn),商用聚變堆將于2040年建成。商用堆建成之前,中國(guó)科學(xué)家還設(shè)計(jì)把超導(dǎo)托卡馬克裝置(如圖所示)作為 中子源保護(hù)、科學(xué)研究及其它途徑。這一設(shè)想獲得國(guó)內(nèi)外專家較高評(píng)價(jià)。
據(jù)媒體報(bào)道:1L海水提取的氫的同位素,在完全聚變反應(yīng)中釋放的能量,相當(dāng)于300L汽油完全燃燒所釋放的熱量。請(qǐng)根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算,并回答以下問(wèn)題:
(1)若汽油的密度約為0.7×10
3kg/m
3,300L汽油的質(zhì)量是多少?
(2)若汽油的熱值約為5×10
7J/kg,300L汽油完全燃燒能釋放多少熱量?
(3)需要從多少L海水中提取氫的同位素,在發(fā)生聚變時(shí)才可以產(chǎn)生1.44×10
12J的熱量?若這些熱量轉(zhuǎn)化為電能的效率為50%,則它可以供給一臺(tái)功率是2kW的空調(diào)正常工作多少小時(shí)?