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[工程技术] 中国将在2028年实现聚变发电

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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 ) B* ^  L6 F. h1 Q

  ^, N% {: {3 [- ]- h- _https://www.scmp.com/news/china/ ... amp;pgtype=homepage; v: O1 \$ P0 g# A) m

: C+ [2 }; H$ ]1 `. Y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。
0 I6 M6 r0 C" _" Q# W# @$ h) k9 C( J! D( z5 k
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。6 A1 C! @- G; N0 n# J! L
( H* n/ T) d2 q# F. m( ]
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。
5 \) w/ r. r) Y  F: x; [- ~
, L  |) C- d- n; V2 z: ^4 W+ b( R5 ^/ B
) J; }" x7 @( A/ x
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。5 i- T  @& V5 _5 h5 c9 j: u$ H
. U$ \9 G* k  u) L3 @- H
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。
2 X0 M( z' _# @% ?
! u8 ~- l0 J5 o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。
% j; m' P% I  N1 G, Q6 G' q" K$ A" e. g; i0 N
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。" G& S; f& G+ A5 W! S" s5 a

1 o/ x( ?+ D+ C8 n3 M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。6 I; n( y% ]0 q% X! J+ [2 a
, e6 \) a# B' a( g1 a) c, s
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。
3 p4 T0 l5 V3 }, S% W* X$ y, Q1 t4 G4 W; Q- j5 d
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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  • TA的每日心情
    开心
    7 天前
  • 签到天数: 2413 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
    : G5 W. M( {! b, s; J8 L: H! L* z/ l. A/ ]0 c; `
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  • 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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  • 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 06:39% O2 i- v+ i8 T( f' W
    聚变当点火,主要靠裂变产生能量?

    6 }5 `- R7 k: R8 ^6 A3 z+ T) a, m' R8 h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
    给力: 5 +1: 5
      发表于 2022-9-15 08:01
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    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' Y4 ]2 s# |' ~; H2 V
    聚变当点火,主要靠裂变产生能量?

    4 l6 k1 t) X# G8 E+ w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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    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; z. [5 ^" `1 {/ H. |
    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 ...

    + ~) |! X9 O" Z' Q# q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

    比煤炭的含能还是高多了  发表于 2022-9-17 03:20
    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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    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 16:36# o4 H; {( e6 U' M9 u, H: y
    这条路要是通了,人类就上了一个大台阶啦

    ( W* j4 F7 ]8 }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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  • 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
    6 x/ q( I, W8 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。 ...
    / f% z& }5 Q2 ?# r# R, w
    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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    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/ C: X% I& ?! G  e& u* p
    那会不会能量太多了,地球变得更热了,再给地球装个空调?

    3 `2 b! K) h& h& S( b+ p, Y2 q* k- E地壳里放射性都没了,地球该冷下来啦。
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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 00:37
  • 签到天数: 1909 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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  • 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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  • 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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    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 17:182 _# G% R5 I  y2 X
    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 ...
    . F9 o5 H* Y3 I2 e+ d% Y
    是的。这也是的核反应变为本质安全,不可能run away。
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  • TA的每日心情
    擦汗
    22 小时前
  • 签到天数: 3189 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,。。。

    : Z; g; `7 v) h) g7 p2 F' z1 n) i  m$ O6 c/ x3 U
    笔误 - 应该是裂变吧?

    点评

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

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    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* c  d( p5 i5 }6 d3 t
    笔误 - 应该是裂变吧?
    + C7 z: O' m/ F: E
    对,笔误,应该是裂变
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  • 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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  • TA的每日心情
    难过
    16 小时前
  • 签到天数: 2948 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。1 G# `0 _* _8 f: Y# c8 \7 w
    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?3 B  z! X3 `: I% i9 a' ]) }
    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。  v8 M( `. c$ n+ Y0 R
    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。+ }" t4 ]' c/ k. c& n5 J4 [' [
    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。+ h: N/ c! z) d0 t6 z
    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
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-16 03:20
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-15 23:46
    给力: 5
      发表于 2022-9-15 23:41
    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
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-15 21:35

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  • 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# A" a8 U) ]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。 ...

    $ ], G. h0 Y) ^/ A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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    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
      a+ K; V& O! ^! A& p* ^# x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 ...
    # t$ W1 i' c6 D/ ?3 P+ p
    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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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 00:37
  • 签到天数: 1909 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
    5 y" `/ m$ j9 N0 `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 ...

    ! F$ q: d- A; ^' q% u1 |8 y( @惯性约束核聚变?您说的是氢弹么?给讲讲呗
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