中国将在2028年实现聚变发电

晨枫

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; C( n* ?8 }4 v1 d" ]: {3 _https://www.scmp.com/news/china/ ... amp;pgtype=homepage

5 a) [7 }- U6 o6 ~& h$ b$ P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。
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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。
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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。

' c# K' B1 B/ X) d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。
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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。
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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。
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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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# V9 I; B$ z$ o& L. ]2 J9 h% t  M/ 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！

晨枫

可梦之 发表于 2022-9-14 16:39
聚变当点火，主要靠裂变产生能量？

8 u- J' |$ \/ {' c! |0 R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
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 ...

3 |# }4 Y* X3 C& p: H0 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。这才是和平利用原子能！

晨枫

李根 发表于 2022-9-14 16:36
9 f+ ~: M6 S! H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

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。

晨枫

数值分析 发表于 2022-9-14 17:18
& s  m9 ^0 q% 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 ...

是的。这也是的核反应变为本质安全，不可能run away。

晨枫

无言 发表于 2022-9-14 19:37
3 N; T) G7 a& s  J笔误 - 应该是裂变吧？

对，笔误，应该是裂变

晨枫

testjhy 发表于 2022-9-14 21:27
$ r* s1 u; N  o% Y; R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/ p) V) {* c: k0 b3 ^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

testjhy 发表于 2022-9-14 21:27
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

数值分析 发表于 2022-9-15 01:22
0 J/ g) n2 t; N! h) s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

ltpub 发表于 2022-9-15 04:55
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

testjhy 发表于 2022-9-15 08:08
: a5 }2 `1 z; I9 ?刚写完给@五月的回答，感觉“聚变”只是快中子发生器，

4 ^7 A2 D6 f. W5 C6 [4 Z+ Z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

testjhy 发表于 2022-9-15 08:03
+ g2 o; `- g% i8 [, L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 ...

% G1 c* X& h8 t0 @1 M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

三力思 发表于 2022-9-15 12:13
* c# l1 W1 P( [7 J3 E1 g! `. `( _% S6 h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

故乡在喀什 发表于 2022-9-16 11:44
3 ~  u% u) B& ]: F  e" E"聚变-裂变堆"里"工业化还有很大距离"
! n. @1 @5 X; P- `. H# @9 E
) j) O* ?* y' W( x* v! v"里"应该为离，到或者与 ？

“离”。多谢指出

晨枫

三力思 发表于 2022-9-15 12:13
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

testjhy 发表于 2022-9-17 03:55
( c; C( {. S( R  Y/ Q. k- F" d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？