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！

晨枫 · 发表于 2022-9-15 07:02:06

可梦之发表于 2022-9-14 16:395 J1 g& t* @1 w( P/ r1 {1 X
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
" S- e1 b' t: @4 ]2 N2 i! O- ~1 c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 16:36! o1 h- m8 ?5 u2 C R6 a, }
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。

晨枫 · 发表于 2022-9-15 07:17:16

可梦之发表于 2022-9-14 17:097 f6 ]; v- B4 n$ k
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。

晨枫 · 发表于 2022-9-15 08:21:45

数值分析发表于 2022-9-14 17:18& H' p5 t& Z- w# |+ s) \' D: w
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。

晨枫 · 发表于 2022-9-15 10:58:19

无言发表于 2022-9-14 19:37- n& f w" M1 H
笔误 - 应该是裂变吧？

对，笔误，应该是裂变

晨枫 · 发表于 2022-9-15 12:12:32

testjhy 发表于 2022-9-14 21:275 ]& j2 k5 {; L" o
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？

晨枫 · 发表于 2022-9-15 22:00:54

testjhy 发表于 2022-9-14 21:272 `; @, _6 h4 e
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 ...

再想了一下：T教授好像还是在聚变本身Q>1的思路里。Z箍缩估计还是Q<1，但这好比中子弹，用产生的快中子激发铀、钍的亚临界裂变，系统Q>1，但聚变部分本身还是Q<1。这么理解正确吗？

晨枫 · 发表于 2022-9-15 22:02:10

数值分析发表于 2022-9-15 01:22
, ~% O- A+ q9 e0 n+ ~& j0 m' p! [那这是个标题党啊，正确的名字不应该是“聚变维持非自持裂变反应发电"之类的么？ ...

有点标题党，这也是南华早报的原标题，不过从聚变-裂变整体来说，还是不误导的。

晨枫 · 发表于 2022-9-15 22:07:50

ltpub 发表于 2022-9-15 04:553 ^/ w! R- ~3 s* a. F( W& n: Z
为什么会存在尖峰发电问题？如果还是烧开水的话应该能将功率平稳传输到汽轮机吧？ ...

因为间隙点火、产生快中子、轰击贫铀。

晨枫 · 发表于 2022-9-15 23:11:14

testjhy 发表于 2022-9-15 08:08- k7 l. ]: J M1 E9 p
刚写完给@五月的回答，感觉“聚变”只是快中子发生器，

是啊，这本来就是核心啊。感觉这和中子弹的技术有关，减少爆炸能量，能量尽量用于产生快中子？

晨枫 · 发表于 2022-9-15 23:13:29

testjhy 发表于 2022-9-15 08:03+ G, G1 N' M5 J; o" v
谢谢提供的材料，看来我对聚变过程没有理解准确，第一步聚变反应不是产生能源的，而是实现一个快中子发生 ...

微聚变本来就是快中子发生器啊。南华第一个报导，只是在“平民媒体”里。Z箍缩聚变-裂变是公开学术刊物上的，好多年了。这也不是中国人首创的，只是在公开层面上中国人在实用化方面走得最快，保密层面就没法说了。

晨枫 · 发表于 2022-9-16 02:27:19

三力思发表于 2022-9-15 12:13! g" b( `" q, A
快中子是会把其它稳定物质变成辐射物质的，怎么确定只有铀、钍裂变，反应堆的保护壳也会核变啊，100%拦截快 ...

这样的技术细节就不是我等外行能回答的了

晨枫 · 发表于 2022-9-17 03:17:38

故乡在喀什发表于 2022-9-16 11:44
! z7 n/ c2 H6 ]0 U/ G, {2 i"聚变-裂变堆"里"工业化还有很大距离"" O5 n9 Y+ A& Y( c1 X

$ _- b" |+ i4 L1 v# w& b8 i"里"应该为离，到或者与？

“离”。多谢指出

晨枫 · 发表于 2022-9-17 03:24:52

三力思发表于 2022-9-15 12:138 d, O" \+ D) z9 L/ w9 M
快中子是会把其它稳定物质变成辐射物质的，怎么确定只有铀、钍裂变，反应堆的保护壳也会核变啊，100%拦截快 ...

再看了一遍，好像意思是说周围包覆的铀238和钍232本身就是减速剂，一面吸收快中子吸收、产生裂变，一面本身充当保护壳。估计会用过量的铀238、钍232确保保护层。没有100%的拦截，都是概率问题。

晨枫 · 发表于 2022-9-17 21:49:56

testjhy 发表于 2022-9-17 03:55; D+ U9 i7 L d! g( J' p
这两天又在网上搜了一遍，还跑去中科院应物所网站上转了一圈，看完感觉更可能是忽悠的了。有人指出，钍基融 ...

彭先觉这个好像融盐只是选择之一？

		自动登录	找回密码
密码			注册

[工程技术] 中国将在2028年实现聚变发电

评分

点评