中国将在2028年实现聚变发电

晨枫 · 发表于 2022-9-15 06:18:03

本帖最后由晨枫于 2022-9-16 13:19 编辑

https://www.scmp.com/news/china/ ... amp;pgtype=homepage

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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！

李根 · 发表于 2022-9-15 06:36:33

这条路要是通了，人类就上了一个大台阶啦

可梦之 · 发表于 2022-9-15 06:39:41

聚变当点火，主要靠裂变产生能量？

tanis · 发表于 2022-9-15 06:44:12

可梦之发表于 2022-9-15 06:39
3 z5 A, H( S7 y @# K聚变当点火，主要靠裂变产生能量？

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。

晨枫 · 发表于 2022-9-15 07:02:06

可梦之发表于 2022-9-14 16:39
5 Q _' F& K1 x8 ?7 u( @* O) k( F聚变当点火，主要靠裂变产生能量？

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。

晨枫 · 发表于 2022-9-15 07:03:01

tanis 发表于 2022-9-14 16:44' o7 ^0 ?( q. n6 ^' @8 v& J7 t
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 ...

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！

晨枫 · 发表于 2022-9-15 07:03:38

李根发表于 2022-9-14 16:369 s: V# s9 a) N* m. K
这条路要是通了，人类就上了一个大台阶啦

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。

可梦之 · 发表于 2022-9-15 07:09:35

晨枫发表于 2022-9-15 07:03
7 _- W, d& b5 n x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。 ...

那会不会能量太多了，地球变得更热了，再给地球装个空调？

晨枫 · 发表于 2022-9-15 07:17:16

可梦之发表于 2022-9-14 17:09
, k& m9 P% G& j那会不会能量太多了，地球变得更热了，再给地球装个空调？

地壳里放射性都没了，地球该冷下来啦。

数值分析 · 发表于 2022-9-15 07:18:06

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

史节 · 发表于 2022-9-15 08:11:07

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。

被明月兮佩宝璐 · 发表于 2022-9-15 08:14:35

不明觉厉。

晨枫 · 发表于 2022-9-15 08:21:45

数值分析发表于 2022-9-14 17:18
6 m3 R7 N6 y, l" [8 A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 ...

是的。这也是的核反应变为本质安全，不可能run away。

无言 · 发表于 2022-9-15 09:37:09

。。。但激发环壁上的天然铀、钍聚变，释放10-20倍的能量，。。。

笔误 - 应该是裂变吧？

晨枫 · 发表于 2022-9-15 10:58:19

无言发表于 2022-9-14 19:37
' K* _8 y" ^0 a, R) I- q% o笔误 - 应该是裂变吧？

对，笔误，应该是裂变

阿忙 · 发表于 2022-9-15 11:19:03

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。

testjhy · 发表于 2022-9-15 11:27:55

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。
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？

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。
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。
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。
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。

tanis · 发表于 2022-9-15 11:49:57

晨枫发表于 2022-9-15 07:03
* L( d& F# l% {: x# H0 @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。 ...

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~

晨枫 · 发表于 2022-9-15 12:12:32

testjhy 发表于 2022-9-14 21:277 [; T' {: \7 Q1 c8 L8 h4 Z- u
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？

数值分析 · 发表于 2022-9-15 14:21:18

testjhy 发表于 2022-9-15 11:272 M; b/ @; F, X* A% ^
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 ...

惯性约束核聚变？您说的是氢弹么？

给讲讲呗

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