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[工程技术] 中国将在2028年实现聚变发电

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晨枫

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楼主
 楼主| 发表于 2022-9-15 06:18:03 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2022-9-16 13:19 编辑
' Z' o8 T& E! N5 i
1 s; b$ O, R) j2 Y7 \+ n  vhttps://www.scmp.com/news/china/ ... amp;pgtype=homepage* I8 @" J2 e% q9 Y. `

4 D1 n' P/ F8 |8 T0 O0 w% ?看到南华早报的标题时，着实吓了一跳，这怎么横看竖看都是大跃进啊！再读下去，这还真不是瞎吹。
' B% i# e. ^7 {) K8 d5 Y2 v& A" H
! u; ^  \9 w4 I! A* Q: P这是中国工程物理研究院科技委员会主任、工程院院士彭先觉在一个会上宣布的，他是中国氢弹元老之一，和邓稼先一起干的，不是信口开河。聚变-裂变堆已经开建了。
1 c1 K% z+ H+ `, R8 T
: B4 d' W" e% J9 |9 E7 S) w这不是纯聚变，而是聚变-裂变，用微聚变的小爆炸产生的快中子轰击天然铀、钍等低放射性元素，引发裂变。聚变的作用只是快中子发生器。所以说聚变发电，说起来有点标题党，其实还是用聚变诱发的裂变来发电。+ R: I3 o) i. ~. ]+ T8 u

7 A% z# n3 O  I9 E1 S4 Z6 a. H" H% ~5 A

1 d4 b- _( i) j" G* ^" g他们使用的是Z箍缩技术，Z-FFR就是“Z箍缩聚变-裂变反应堆”的缩写。好像是利用电磁压缩中产生的奇点，具体我也不懂，好像和托卡马克不是一路的。需要几千万安培的超级电流，比美国桑迪亚实验室的装备大一倍，技术路线也是用穿心线性结构，而不是球形向心压缩技术。+ ]* i; `7 G7 k2 I) }

9 [9 M& L) D! o- M超强电磁场将两个氘或者氚的原子压缩到一起，形成聚变，释放相当于20公斤TNT的能量（几百万焦耳级），在此过程中释放快中子。聚变能量本身不足以发电，产生的能量比输入的还小，不能自我持续，持续时间也在纳秒级，但激发环壁上的天然铀、钍裂变，释放10-20倍的能量，这才是发电的能量。
$ J* y, m9 u" z! D' g1 P/ N: D
但裂变达不到临界质量，形不成链式反应，所以不能自我持续。聚变本身能量太低，也不可能自我持续，微爆完了也就完了，需要再次点火才能接着微爆一次。两个不能自我持续在一起，决定了聚变-裂变堆不可能发生福岛、三里岛、切尔诺贝利那样的核事故，是本质安全的。这里微聚变也只起快中子发生器的作用。中国还在同时研究用加速器的钍堆，意思和聚变-裂变堆差不多，只不过用加速器取代微聚变，钍也不是固体原件，而是熔盐状态，可以像锅炉输送燃料一样一面燃料进、一面废料出，连续运转。& p! L7 h( h4 v
; B2 n* j& ?. k' V/ w! I+ I
作为发电使用，聚变-裂变堆内需要每10秒一次这样的微聚变。+ R& ^" h" Y+ P' e

' H% ~9 D, h! r' u; v相比于常规的核电站，聚变-裂变堆不仅可用放射性低的天然铀、钍，还因为初始放射性就没有多少，聚变完了剩余放射性更低，核废料的处理简单得多。钍堆本来就是以核废料的放射性不比铅高多少为最大优点。
8 ~- H6 s5 m% [7 @1 F- C6 U2 S8 F+ Z+ ]' [8 O
天然铀和钍的储量很大，铀238并不稀有，只是适合分离出铀235的铀矿比较稀少，分离更是费事。用聚变轰击引爆后，这些都不是问题了。这好比用汽油打火机点燃湿木柴，汽油打火机昂贵，但湿木柴大大的有。地球上的天然铀和钍够几千几万年使用，这要是成功了，就再也没有能源问题了。
% C% ~+ Q1 P! I$ O. ?' B: k3 P1 w7 |7 |
当然，聚变-裂变堆离工业化还有很大距离，2028年只是技术验证堆运行，不是工业堆。不光超级电流发生器是巨大挑战，本质间隙的尖峰发电也需要超级电容才能产生可用的工业电力。但中国要是能把这第一步走通，这是改变历史级的贡献。可喜可贺！

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李根
  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前

    • 签到天数: 2319 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-9-15 06:36:33 | 只看该作者
    这条路要是通了，人类就上了一个大台阶啦
    . S7 D4 @, V0 W+ D5 i
    , Y; y( t9 H( l% D; e, S
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    可梦之
  • TA的每日心情
    奋斗
    2021-4-20 05:43

    • 签到天数: 300 天

    [LV.8]合体
    板凳
    发表于 2022-9-15 06:39:41 | 只看该作者
    聚变当点火，主要靠裂变产生能量？
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    tanis
  • TA的每日心情
    开心
    2023-4-1 00:01

    • 签到天数: 627 天

    [LV.9]渡劫
    地板
    发表于 2022-9-15 06:44:12 | 只看该作者
    可梦之 发表于 2022-9-15 06:391 z. I+ g: _9 e5 ], [/ M
    聚变当点火，主要靠裂变产生能量？
    1 u& |/ @& e# A
    大大提高铀棒使用效率而且降低了潜在污染~~  这个思路真赞~ 如果不能直接利用，先间接利用，一步一步积累经验。

    点评

    给力: 5.0 +1: 5.0
    colin1992
    给力: 5 +1: 5
      发表于 2022-9-15 08:01
    回复 支持 1 反对 0

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    晨枫

    该用户从未签到
    5#
     楼主| 发表于 2022-9-15 07:02:06 | 只看该作者
    可梦之 发表于 2022-9-14 16:39% h- I" M0 L' y+ p
    聚变当点火，主要靠裂变产生能量？
    4 H2 K0 H7 k! ^6 M5 j: T
    是的。这是思路上的一个大突破。不过这个思路好像不是中国人的独创，只是谁都还没有走通。要是中国人第一个走通了，也是大成就。
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    晨枫

    该用户从未签到
    6#
     楼主| 发表于 2022-9-15 07:03:01 | 只看该作者
    tanis 发表于 2022-9-14 16:44( X6 r; {! X& f3 P9 l; U
    大大提高铀棒使用效率而且降低了潜在污染~~  这个思路真赞~ 如果不能直接利用，先间接利用，一步一步积累 ...

    ; m6 C  _( P6 S  [8 i3 _最赞的是可以把原来的“垃圾核燃料”利用起来，不需要铀浓缩是很大的加成，核废料处理容易是更大的加成。这才是和平利用原子能！

    点评

    晨枫
    比煤炭的含能还是高多了  发表于 2022-9-17 03:20
    虎贲三千
    这样一来燃料用量（重量/体积）是不是就要大大增加了，至少煤炭的量级？  发表于 2022-9-17 02:27
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    晨枫

    该用户从未签到
    7#
     楼主| 发表于 2022-9-15 07:03:38 | 只看该作者
    李根 发表于 2022-9-14 16:369 x! u1 b. X  ]( j; o' d: B
    这条路要是通了，人类就上了一个大台阶啦
    : _6 i. c; B. o( g/ K: o5 j
    这条路走通了，几万年里人类就没有能源危机了。几万年之后，管不了那么远了。
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    可梦之
  • TA的每日心情
    奋斗
    2021-4-20 05:43

    • 签到天数: 300 天

    [LV.8]合体
    8#
    发表于 2022-9-15 07:09:35 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-9-15 07:03
    . G3 C/ W: |& p2 b0 C& S& f这条路走通了，几万年里人类就没有能源危机了。几万年之后，管不了那么远了。 ...
    ; _% y. b  A6 V
    那会不会能量太多了，地球变得更热了，再给地球装个空调？
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    晨枫

    该用户从未签到
    9#
     楼主| 发表于 2022-9-15 07:17:16 | 只看该作者
    可梦之 发表于 2022-9-14 17:09
    + l' J3 z8 t$ e- Q+ h. \那会不会能量太多了，地球变得更热了，再给地球装个空调？
    ! J# _+ s  J4 a5 s# v) j9 |
    地壳里放射性都没了，地球该冷下来啦。
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前

    • 签到天数: 1716 天

    [LV.Master]无

    10#
    发表于 2022-9-15 07:18:06 | 只看该作者
    看起来是拿掉了链式反应这个条件 不再要求裂变可自持 而改为中子由聚变提供
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    史节
  • TA的每日心情
    无聊
    2020-12-1 21:07

    • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气
    11#
    发表于 2022-9-15 08:11:07 | 只看该作者
    我没仔细看，还以为是胡说八道的玩意儿呢。有没有评价一下这个事情，既然思路早就有，那么过去工程上卡在哪，最大的难点在什么地方。
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    被明月兮佩宝璐
  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-12-3 11:19

    • 签到天数: 1111 天

    [LV.10]大乘
    12#
    发表于 2022-9-15 08:14:35 | 只看该作者
    不明觉厉。
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    晨枫

    该用户从未签到
    13#
     楼主| 发表于 2022-9-15 08:21:45 | 只看该作者
    数值分析 发表于 2022-9-14 17:18* O) B9 U4 u' D$ t. u0 W3 A8 c4 P0 D# S
    看起来是拿掉了链式反应这个条件 不再要求裂变可自持 而改为中子由聚变提供 ...

    - m9 W8 o* z. D1 g是的。这也是的核反应变为本质安全，不可能run away。
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    无言
  • TA的每日心情
    擦汗
    昨天 13:09

    • 签到天数: 2986 天

    [LV.Master]无

    14#
    发表于 2022-9-15 09:37:09 | 只看该作者
    。。。但激发环壁上的天然铀、钍聚变，释放10-20倍的能量，。。。

    ( ^! N) @) H; Z) P; f) C% \
    0 w% s  b2 L# K4 G笔误 - 应该是裂变吧？

    点评

    油菜: 5.0 给力: 5.0
    老财迷
    油菜: 5 给力: 5
      发表于 2022-9-15 23:05
    colin1992
    给力: 5
      发表于 2022-9-15 10:32
    testjhy
    油菜: 5 给力: 5
    我也是一惊，:)  发表于 2022-9-15 10:12

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    参与人数 1爱元 +8 收起 理由
    老财迷 + 8 给力

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    晨枫

    该用户从未签到
    15#
     楼主| 发表于 2022-9-15 10:58:19 | 只看该作者
    无言 发表于 2022-9-14 19:37
    * |( [; K3 U+ A, y' j笔误 - 应该是裂变吧？

    2 K+ _6 k* B( p# ]对，笔误，应该是裂变
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    阿忙
  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-8-28 01:10

    • 签到天数: 1748 天

    [LV.Master]无

    16#
    发表于 2022-9-15 11:19:03 | 只看该作者
    我是核能的外行，以我有限的物理知识，我觉得这个思路很不错。
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    testjhy
  • TA的每日心情
    擦汗
    8 小时前

    • 签到天数: 2743 天

    [LV.Master]无

    17#
    发表于 2022-9-15 11:27:55 | 只看该作者
    老大，关于核专家：“我不是、我没有、别瞎说”，俺核裂变知识不如社长她们，核聚变机缘巧合对惯约略知一二，磁约还不如你们各位大佬。+ s; e' |  h1 k
    一看方案，明显还是磁约嘛，这个俺心虚，胡说八道一下，磁约是中科院合肥科学岛的地盘，九院嘛，八所是做惯约的，当然中科院上海光机所也不错，但工程力量国家还是信任九院，所以国家重大计划中神光3(？)还是九院为主。彭老先生作为九院科技领军人物，搞一个这样的方案，是不是觉得惯约不太有希望了，出了一个新的磁约方案来抢地盘？0 [! n; r" s/ \2 j9 ~
    具体原理俺也不懂，只是做一些常规原理推测，大家知道，核聚变门槛比核裂变要高n倍，氢弹没有原子弹作为点火装置是没有希望的。因此，用巨大的能量产生聚变来诱发裂变，裂变产生的能量再去产生聚变。这个输出/输入能量比Q能否大于1，我是比较怀疑的。; v/ `$ W! i/ R5 R$ m' c5 e
    U238的利用是增殖堆，技术成熟度比这个方案要高，钍的利用是中科院上海应物所的钍基融盐堆，应该在甘肃武威建成示范堆了，好象是利用加速器产生中子轰击钍基材料。  s# X& |; t( k" U" }
    这个方案会不会因为目前磁约的Q接近1但还不够，利用产生的中子引发裂变能从而使得Q>1？反正我感觉已经实现人工聚变了，就没必要再画蛇添足地搞一套带强烈放射性的裂变装置。" S+ x  u; V9 h2 T
    6年实现聚变发电那是忽悠，六年做好关键技术验证就不错了，后面才是示范堆，试验堆等等。

    点评

    给力: 5.0 涨姿势: 5.0
    伙呆了: 5.0 这真是极好的: 5.0
    无言
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-16 03:20
    嘉洲
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-15 23:46
    潜水员
    给力: 5
      发表于 2022-9-15 23:41
    赫然
    给力: 5 涨姿势: 5 伙呆了: 5 这真是极好的: 5
      发表于 2022-9-15 22:17
    李根
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-15 21:35
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    评分

    参与人数 5爱元 +48 收起 理由
    料理鼠王 + 10
    常挨揍 + 10
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    tanis
  • TA的每日心情
    开心
    2023-4-1 00:01

    • 签到天数: 627 天

    [LV.9]渡劫
    18#
    发表于 2022-9-15 11:49:57 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-9-15 07:03& v( ?; R, A/ D  j
    最赞的是可以把原来的“垃圾核燃料”利用起来，不需要铀浓缩是很大的加成，核废料处理容易是更大的加成。 ...

    ; t; p+ s. g, h# o9 }# x- L! ~是啊~！ 早上看到美媒的新闻，还以为是BB中国秘密研究核武器之类的。结果细看了以后非常高兴~
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    晨枫

    该用户从未签到
    19#
     楼主| 发表于 2022-9-15 12:12:32 | 只看该作者
    testjhy 发表于 2022-9-14 21:27
    ( m0 \/ }" B# B# r老大，关于核专家：“我不是、我没有、别瞎说”，俺核裂变知识不如社长她们，核聚变机缘巧合对惯约略知一二 ...
    : c+ f/ y& E% {3 K) u
    T教授一言九鼎，不过看新闻的意思，好像不应该用自持续的链式反应来理解？
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    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前

    • 签到天数: 1716 天

    [LV.Master]无

    20#
    发表于 2022-9-15 14:21:18 | 只看该作者
    testjhy 发表于 2022-9-15 11:27
    0 T$ R; i; ^4 u) J8 {) Q) j7 R老大，关于核专家：“我不是、我没有、别瞎说”，俺核裂变知识不如社长她们，核聚变机缘巧合对惯约略知一二 ...
    * C6 E) X5 ?8 Z0 x5 b, X
    惯性约束核聚变？您说的是氢弹么？给讲讲呗
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