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版主:黑木崖
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中国将在2028年实现聚变发电 zt
送交者:  2022年09月16日23:16:00 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

中国将在2028年实现聚变发电

https://www.scmp.com/news/china/science/article/3192435/chinas-top-weapons-scientist-says-nuclear-fusion-power-6-years?module=lead_hero_story&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。

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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。

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!


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