中国将在2028年实现聚变发电

晨枫

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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。

  i& R( t# e+ o! d+ @5 T" }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。
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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。

* s  q/ ]# A- r- U' c* `: Z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。
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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

这条路要是通了，人类就上了一个大台阶啦

可梦之

聚变当点火，主要靠裂变产生能量？

tanis

可梦之 发表于 2022-9-15 06:39
) c- X- `9 c8 w2 k* o1 S9 y聚变当点火，主要靠裂变产生能量？

* |( `6 Q6 F) W# b$ U0 q0 l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

可梦之 发表于 2022-9-14 16:39
" r: ~1 H) Y% O  V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

tanis 发表于 2022-9-14 16:44
; O7 y4 i  ]$ w% d' 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 ...

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

李根 发表于 2022-9-14 16:36
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

晨枫 发表于 2022-9-15 07:03
9 K8 j4 X' t: B0 L8 r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

可梦之 发表于 2022-9-14 17:09
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

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

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

不明觉厉。

晨枫

数值分析 发表于 2022-9-14 17:18
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

。。。但激发环壁上的天然铀、钍聚变，释放10-20倍的能量，。。。

% T) y# w4 F. C1 q; v8 B
笔误 - 应该是裂变吧？

晨枫

无言 发表于 2022-9-14 19:37
笔误 - 应该是裂变吧？

对，笔误，应该是裂变

阿忙

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

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。
7 [9 ?& a& A. A# a$ w) Z3 o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

晨枫 发表于 2022-9-15 07:03
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& g" J7 j2 p* y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

testjhy 发表于 2022-9-14 21:27
7 E) O0 z( {7 y7 U3 Z/ k8 f; k, Q2 ~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 ...

' D% K0 X% F" P5 ~+ @; l% @3 CT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

testjhy 发表于 2022-9-15 11:27
: y2 Z$ d0 O" O2 h" ^3 W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 ...

. a4 o1 j; f& _. d8 r% H+ S惯性约束核聚变？您说的是氢弹么？给讲讲呗