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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 ) O7 N: D# U6 a  B( m0 U

. n% Q9 y2 [+ x$ v$ V! E0 Y! @5 u3 T9 a# Zhttps://www.scmp.com/news/china/ ... amp;pgtype=homepage# Z% J& K" W) w! w# y- |9 J& W. ]

: p1 T) _! p* `& l% q& M! |7 a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。
8 d: I8 v" b5 Q  I6 P0 @! Y" ?6 _9 f4 j) a* @1 S
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 @3 H2 S: Z: T# Y! f: g
. M# S5 j" P2 ]/ K9 \) c# y3 I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。
6 n, @) o2 b# |! g8 P
2 g+ ~; K1 ]) d5 ?; S: L9 O
1 E/ a, H* Y" T: f6 j& K6 ~6 _4 M% g- i& F+ o
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。: g2 p- ~, {  T( u

1 ?( l$ A; c. q  \  B4 R  F2 R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。; v6 e+ T$ T- S* w* b% Y; f5 y9 B0 M8 s
; K* |) ]! P$ C
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。. r9 t5 h. R8 n2 M
5 s3 N2 U" {8 W0 H5 |# V
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。
/ p6 e  Q* V# g3 `9 \4 }  J' P
  N1 @* x/ w- u% U% z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。
! v$ `  u9 d, [0 G% q) k
" P1 R% Y* {5 Z1 E' e/ ~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。
# O# N  }8 A5 l: k4 e$ d+ ^; P5 i
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
    昨天 07:15
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    [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4 F* G* a1 ^. j) I& I
    5 P. t+ |* F8 q. y/ b
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2021-4-20 05:43
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    [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
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    [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
    2 s' w4 K' B6 y# \/ g2 c聚变当点火,主要靠裂变产生能量?
    / e1 z' `$ \5 L; U# s
    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
    $ `: I& ^7 D$ e# }; |" [+ D聚变当点火,主要靠裂变产生能量?

    , t8 S4 f: E8 K- A" E& f! x3 s. O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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    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$ ?7 _- R- J7 I3 u0 \8 s" f- E
    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 ...
    " M* J1 t% ]( N! C( H4 q: a
    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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    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) J; ^2 m" r# x$ Z+ w' K
    这条路要是通了,人类就上了一个大台阶啦

    0 Y/ ?  Q6 v; q: S6 i0 S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
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    [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
    , E: b$ v0 g/ M$ 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。 ...
    & W5 b0 \. p0 G- \7 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?
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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
    & k  l2 L2 @/ ]/ A, i那会不会能量太多了,地球变得更热了,再给地球装个空调?
      V- f% o1 H3 |0 T
    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 18:39
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    [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
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    [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
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    [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 17:18
    * y) v3 |( q" [  v' M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 ...
    4 x. [" C, K/ c
    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
    奋斗
    22 小时前
  • 签到天数: 3300 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,。。。
    % B& Q+ B* ?7 @, q

    . }# s/ W. H  X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
    " |3 ?5 L4 K% @2 A6 f. J笔误 - 应该是裂变吧?

    ( ]* Q: S) X# \+ t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
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    [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
    擦汗
    昨天 07:17
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    [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。9 i9 N- d4 T6 X* v5 d- J4 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?; b3 _# D1 C8 z* M! ?$ T1 M
    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。
    / u1 h! K, m$ {- M8 p$ hU238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。
    ! C3 {' U8 R3 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。# `$ ]! c" L; z5 s5 n
    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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    参与人数 5爱元 +48 收起 理由
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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
    2 y1 s7 M: h6 ~0 c* X0 H- F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。 ...
      i% x- l1 Y$ x% S! a  ~3 v: ]
    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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    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
    7 A' X' K2 p) q- V& 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 ...
    & ~' n; l1 J% \. ]) `
    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
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    昨天 18:39
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    [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 l) t$ Q9 C- o6 c" Z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 ...
    " ?, ^3 r% `, ^* o+ N' A+ {
    惯性约束核聚变?您说的是氢弹么?给讲讲呗
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