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主题:聚变PK裂变 -- tojinge

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家园 核聚变并不难,难得是“效率”

产生核聚变方法很多,也不难,随随便便就可以做一个核聚变装置。比如:高电压放电就可以产生核聚变,同样用激光打靶也可以产生核聚变。现在市面上有卖激光打靶产生核聚变的手持装置,当成中子发生器。

但是这些核聚变装置都不能用于发电,因为输入能量和输出能量差得太远。

家园 钠堆成本比压水堆高得多,超凤凰的时候估计是2倍

核电成本的大部分是设备费用和建设安装成本,占50%~65%。燃料循环费用占15%~20%左右,运行成本在15%左右,另有退役成本占10~20%。

快堆虽然几乎没有大型压力容器,但是核级钠和相关设备成本同样高昂。由于安全性考虑,快堆安全壳和专属安全措施要求比压水堆高得多。

快堆燃料循环价格比压水堆一次通过循环高。90年代,钚回收的MOX燃料用于压水堆比浓缩铀燃料贵5倍左右——但是可以使核废料的储存成本下降65%左右。如果快堆快堆使用MOX燃料,由于浓度更高,初装料量很大,核燃料成本相比压水堆大幅上升。

PS:实际上由于核电站对于燃料价格的高度不敏感,除非核燃料循环后端(后处理)成本大幅度下降或核废物处置费用大幅上升,否则一次通过循环永远比闭式循环便宜,天然铀价格几乎对此影响甚微,而且高价非常规铀资源储量很大。

短期快堆比压水堆的经济性优越的可能性非常小,如果不考虑铀资源,快堆更显然的优势在具备更硬的中子谱于销毁钚、次要锕系元素、长寿命裂变废物,从而减少核废料尤其是钚这样高毒性和具备核扩散风险的物质的贮存量。但是完全可以将一次通过循环的核废料累积起来慢慢等待到快堆技术更具备经济性(但是显然不需要放上几百年、几千年)——乏燃料和核燃料一样,体积是很少的。按现在的18个月换料方案,一亿千瓦的核电装机运行60年,也不过产生不到20万吨核废料,如果冷却到可以干式贮存,平铺开不过占地几个标准足球场而已。

家园 我认为

前后封上口变成个圆柱
等离子体(plasma)沿管道流动,上亿度的要降温啊,你两端封住了,出不去,怎么办?圆环的好处在于,不停的在环内转动,相当于无限增加降温的时间和距离,圆柱有可能1是量极其小(纳克级),2是圆柱极其长(千公里级),两者看起来都不是可以商用的节奏

家园 问个傻问题:为啥不用锡呢,熔点230度?

还有空心球,我觉得不难吧,烧个陶瓷内骨不就完了吗?

家园 主要是中子问题

用的材料吸收中子多的话,就会影响反应。锡和陶瓷内骨都是同样问题吧。

家园 漏了就沉底了,也没啥

燃料球外层是核燃料,内部是空的。

家园 沉底了怎么回收呢?总不能堆在一起等着熔芯吧
家园 如果为真,则米帝就满血了

对于全人类来说也是一个好消息。我是国际主义者。

家园 有兴趣可以看看这个帖子

骡马的网站上好像还是磁约束的路子,只是与托马装置方法上有区别,不明就里,感觉不像短时间能成功的可能。还有一个非常偏门的冷聚变的路子,有篇科幻有很好的构想,感兴趣可以看看

http://www.talkcc.com/article/4003610

家园 呵呵,做广告
家园 洛马的这个方案看起来是基于磁镜的

大家看看洛马放出来的示意图和下面这张图像不像?

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

磁镜(Magnetic Mirror)的磁场,两端场强大,中间场强小。当带电粒子从低磁场场强的中央移动到高磁场场强的两端时,它垂直于磁场方向的速度会因为洛仑兹力而增加。由于能量守恒,平行于磁场方向的速度会相应减小,直至减小到零。这时任何一个小的扰动都会改变粒子运动的方向,让它加速运动回到低磁场场强的中央,再被另一端的磁场“反射”回来。所以带电粒子就在这个磁场中来回震荡,从而实现把等离子体约束在一定空间中的目的。

磁镜也是实现可控核聚变的方案之一,不过和仿星器(Stellarator)等方案类似,由于很多问题难以解决,和托卡马克以及激光惯性约束比较起来,实现可控核聚变的难度更高,希望更小,所以被搁置。

早年间老美造过一系列磁镜,最大的是下面这个MFTF-B:

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

不过这个花了3.7亿美元造出来的大家伙的只工作了一年,就因为经费问题在1987年被关闭了。

洛马看起来从故纸堆里面把这个方案重新捡了起来。不知道他们有什么改进,单从示意图上看就是一个升级到超导磁体和中性束注入的磁瓶。

通宝推:墨虎,
家园 有可能被误导了

洛马放出来的信息可能相当地有误导性。看起来洛马让我们看到了这个聚变反应器的主体部分,但是却掩盖了其核心部分。

这个装置的原理应该就是Dr. Thomas J. McGuire,也就是项目的领导者,他的博士论文阐述的原理。他的博士论文是公开的: 外链出处。原理是改进的惯性静电约束(Inertial Electrostatic Confinement,IEC),和磁场基本没有关系。但是文章里面也提到了:

A hybrid design with magnetic lenses may allow high levels of space charge to be confined, and it is unclear how this would affect the synchronization mechanism.

Conceptual studies of hybrid IEC devices incorporating magnetic fields to enhance the ion beam density limits.

这个装置就是论文中的展望部分,示意图中显示的,可以看成是一个等离子体的存储装置或离子束发生器,真正实现核融合的是改进版的ICE。有可能改进的IEC就放置在磁场中。也有可能是加热等离子体使其温度高于磁镜的逃逸速度,这时磁镜就相当于一个高密度的离子束发生器,把离子束注入两端改进版的ICE中

通宝推:墨虎,卷心菜,鸿乾,
家园 谢谢资料。这个资料挖掘很棒

完全可能就是这个人的思想和行动。看来基本原理大概如此了,最表面上听起来好像说的通的,至少不是完全的一头雾水。究竟细节如何,就要看他们的资料了。

家园 哈尔滨工程大学研发出“海水提铀”新材料

http://www.guancha.cn/Science/2014_10_30_281031.shtml

据中新社哈尔滨10月28日电(史轶夫),哈尔滨工程大学28日对外发布,该校“先进海洋材料协同创新中心”研发出高效“海水提铀”新材料,引发国际关注。该创新中心通过酯化与聚合反应对某种植物纤维进行表面改性,研发出高吸附容量、高选择性的铀吸附剂,并攻克了铀的吸附、脱附与分离纯化一体化的提取技术难题。

不知道离实用还有多远

家园 还很远

刚刚是实验室实验,需要到现场中试,最后才是商用。

不过,也值得赞了。

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