核能是人類最具希望的未來能源之一。人們開發(fā)核能的途徑有兩條：一是重元素的裂變，如鈾的裂變；二是輕元素的聚變，如氘、氚、鋰等。重元素的裂變技術，己得到實際性的應用；而輕元素聚變技術，也正在積極研究之中。可不論是重元素鈾，還是輕元素氘、氚，在海洋中都有相當巨大的儲藏量。
鈾是目前最重要的核燃料，1千克鈾可供利用的能量相當于燃燒2500噸優(yōu)質煤。然而陸地上鈾的儲藏量并不豐富，且分布極不均勻。只有少數(shù)國家擁有有限的鈾礦，全世界較適于開采的只有100萬噸左右，即使加上低品位鈾礦及其副產鈾化物，總量也不超過500萬噸，按消耗量，只夠開采幾十年。而在巨大的海水水體中，卻含有豐富的鈾礦資源。據(jù)估計，海水中溶解的鈾的數(shù)量可達45億噸，相當于陸地總儲量的幾千倍。如果能將海水中的鈾全部提取出來，所含的裂變能可保證人類幾萬年的能源需要。不過，海水中含鈾的濃度很低，1000噸海水只含有3克鈾。只有先把鈾從海水中提取出來，才能應用。而要從海水中提取鈾，從技術上講是件十分困難的事情，需要處理大量海水，技術工藝十分復雜。但是，人們已經(jīng)試驗了很多種海水提鈾的辦法，如吸附法、共沉法、氣泡分離法以及藻類生物濃縮法等。
60年代起，日本、英國、聯(lián)邦德國等先后著手研究從海水中提取鈾，并且逐漸建立了從海水中提取鈾的多種方法。其中，以水合氧化鈦吸附劑為基礎的無機吸附方法的研究進展最快。評估海水提鈾可行性的依據(jù)之一是一種采用高分子粘合劑和水合氧化鉆制成的復合型鈦吸附劑。海水提鈾已從基礎研究轉向開發(fā)應用研究的階段。日本已建成年產10千克鈾的中試工廠，一些沿海國家也計劃建造百噸級甚至千噸級工業(yè)規(guī)模的海水提鈾廠。
氘和氚都是氫的同位素。它們的原子核可以在一定的條件下，互相碰撞聚合成較重的原子核 --氦核，同時釋放巨大的核能。一個碳原子完全燃燒生成二氧化碳時，只放出4電子伏特的能量，而氘-氚反應時能放出1780萬電子伏特的能量。據(jù)計算，1 公斤氫燃料，至少可以抵得上4公斤鈾燃料或1萬噸優(yōu)質煤燃料。
每升海水中含有 0.03克氘。這0.03克氘聚變時釋放出采的能量相當于300升汽油燃燒的能量。海水的總體積為13.7億立方公里，共含有幾億億公斤的氘。這些氘的聚變所釋放出的能量，足以保證人類上百億年的能源消耗。而且氘的提取方法簡便，成本較低，核聚變堆的運行也是十分安全的。因此，以海水中的氘、氚的核聚變能解決人類未來的能源需要''將展示出最好的前景。
核聚變
核聚變
氘 -氚的核聚變反應，需要在上千萬度乃至上億度的高溫條件下進行。這樣的反應，已經(jīng)在氫彈上得以實現(xiàn)。用于生產目的的受控熱核聚變在技術上還有許多難題。但是，隨著科學技術的進步，這些難題正在逐步解決的。
1991年11月9日，由l 4個歐洲國家合資，在歐洲聯(lián)合環(huán)型核裂變裝置上，成功地進行了首次氘-氚受控核聚變試驗，發(fā)出了1．8兆瓦電力的聚變能量，持續(xù)時間為2秒，溫度高達3億度，比太陽內部的溫度還高20倍。核聚變比核裂變產生的能量效應要高600倍，比煤高1000萬倍。因此，科學家們認為，氘-氚受控核聚變的試驗成功，是人類開發(fā)新能源的一個里程碑。在下個世紀，核聚變技術和海洋氘、氚提取技術將會有重大突破。這兩項技術的發(fā)展和不斷的成熟，將對人類社會的進步產生重大的影響。
另外，“能源金屬”鋰是用于制造氫彈的重要原料。海洋中每升海水含鋰15～20毫克，海水中鋰總儲量約為2．5×1011噸。隨著受控核聚變技術的發(fā)展，同位素鋰6聚變釋放的巨大能量最終將和平服務于人類。鋰還是理想的電池原料，含鋰的鋁鎳合金在航天工業(yè)中占有重要位置。此外，鋰在化工、玻璃、電子、陶瓷等領域的應用也有較大發(fā)展。因此，全世界對鋰的需求量正以每年7%～11%速度增加。主要是采用蒸發(fā)結晶法、沉淀法、溶劑萃取法及離子交換法從鹵水中提取鋰。
重水也是原子能反應堆的減速劑和傳熱介質，也是制造氫彈的原料，海水中含有 2×1014 噸重水，如果人類一直致力的受控熱核聚變的研究得以解決，從海水中大規(guī)模提取重水一旦實現(xiàn)，海洋就能為人類提供取之不盡、用之不竭的能源。