核廢料爭議不斷,為什麼地球人不直接把它裝進火箭「丟到太陽」?

世界核能協會 2020 年更新資訊 指出 ,全球 10%以上電力來自核能,且在低碳能源中使用量第二大。台灣在用電上採用核能的比例也十分可觀,2019 年已佔台灣 15% 的供電量。核能雖然能有效在電力消耗越發龐大的世代,提供穩定的能源出口,但隨之而來的核廢料處理問題也讓台灣人頭疼。

在反核遊行與乾淨能源的呼聲高漲之下,有個關於核廢料的「腦洞假說」出現了: 為什麼不把核廢料裝在太空船裡面丟到太陽,一個充滿核輻射的地方就好了?

答:就算不談執行成本多麽高昂,人類做不到的理由還是有兩個。

火箭一爆炸,人類將活在核廢料塵埃中

首先,把核廢料裝在火箭是就是一個危險行為。稍微了解航太的人就會知道,火箭發射成功率不是 100%,火箭很可能飛到一半出錯或自我引爆。我們拿 SpaceX 的 獵鷹 7 號 為例,從 2010 至 2017 年,馬斯克一共試射 34 次,失敗次數 2 次,成功率約 94%。

94% 的成功率看似優異,但人類若因此開始將裝滿核廢料的火箭發射至外太空,那就太小瞧失敗的後果了。火箭在 100 次發射中失敗 6 次,也代表有相當 6 個火箭乘載量的核廢料會四散在外太空、地球大氣層,甚至地表。對 核能需求 每年成長 2.3% 的人類社會來說,這並非處理核廢料一個長遠之計。

你還需要每秒 30 公里的火力支援

如果假設火箭發射成功率已達 100%,計畫就能實現了嗎?答案還是不行,理由在於火箭從地球飛到太陽過於困難。

太陽擁有巨大引力,但因地球繞著太陽以每秒 30 公里的速度公轉,所以不會落得墜入太陽的慘況。人類要把核廢料送到太陽必須讓火箭脫離公轉速度,然後以靜止、不受左右受力的方式直落入太陽。也就是說,火箭得以每秒 30 公里的速度往地球公轉的「反方向」前進,並且設法在落入太陽前,不受左右力量推擠;不然核廢料的前進方向會產生位移,導致火箭開始繞著太陽,始終無法落入表面。

「你得知道,要火箭撞到太陽比要火箭脫離太陽系來得更費力。」Minute Physics 影片中解釋道,火箭飛離太陽系只需用每秒 11 公里的速度就能做到,不到抵抗軌道速率火力的一半。

離太陽越近,軌道速率越快

除此之外,挑戰還沒有結束。影片中指出,當火箭越接近太陽,隨著軌道圈變小,軌道速率也將增速。舉例來說,地球的軌道速率為每秒 30 公里,而距離地球約 2 億公里的水星(離太陽較近)的軌道速率就達每秒 48 公里,反之,離太陽遠的木星的軌道速率僅每秒 13 公里。數字不只代表著火力需求的挑戰,距離太陽越近,脫離軌道速度的力量越大,更揭示要把核廢料扔進太陽是多麽不容易的一件事。

或許就像網友所說的,人類要把地球核廢料丟到太陽只需要耐心,「等太陽變成紅巨星然後吞噬掉地球的那一刻,我們就做到了!」

參考資料

Astronomy》、《World Nuclear Association

(本文提供合作夥伴轉載,首圖來源:Pixabay, CC Licensed。)

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