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主题:【讨论】不再是永远的五十年啦!——抱朴仙人 -- 桥上

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家园 问一个问题

网上的王孟源认为可控聚变发电差不多就是个骗钱项目,有很多难关几乎不可能跨越过去。说差不多是因为他认为最扯淡的项目莫过于对撞机。他的说法有多少道理?

当然,30年早已过去了,TFTR从1982年起到1997年运行了15年,根本就没有解决核融合电厰的真正技术难题,这个烫手山芋被丢给了下一代的International Tokamak Experimental Reactor(ITER,将于今年开始组装,预计2027年开始运作)。与30多年前相比,现在最乐观的核融合研究估计(只算诚实的)是还要至少50年才有可能实用化,也就是进度倒退了20年。以这个趋势来算,到50年后的2065年,进度会再倒退30年,所以届时搞核融合的主管应该会给出“再过80年”的估计了。这虽然是个笑话,却是很有可能会真正发生的,因为前面提到的“核融合电厰的真正技术难题”是怎様处理核融合產生的中子:人类至今所有的机械靠的都是电磁作用,而中子却是真正全电中性的,不像原子一様有带负电的电子包围带正电的核子,所以我们对中子的路径完全无法控制,唯一的选择是要不要遮挡它。目前所有的Tokamak设计靠的都是D+T=>He+n的反应,其中D是Deuterium(氘,多含一个中子的重氢),T是Tritium(氚,多含两个中子的超重氢),He是Helium(氦),而n是Neutron(中子);因为这是唯一一个其所需温度没有超过人造磁场控制能力的反应。但是中子比氦轻四倍,所以它带出的动能也就多四倍,亦即核融合反应產生的80%能量是由中子带走。既然我们要发电,就必须在Tokamak外面吸收这些中子,那么Tokamak的内壁就必须对中子“透明”,所以负责维持真空的内壁再加上吸热的水管(產生磁场的线圈可以做在水管之外,但是仍将承受部分中子辐射)将在完全没有屏障的情形下,长期承受比核裂变反应器高出好几个数量级的中子轰击,其结果是这些物质必然会弱化而需要定期替换,但是在这个过程中它们也会得到放射性。也就是核裂变电厰只须要换燃料棒,而核融合电厰却须要定期把整个带有放射性的反应器拆掉重装;即使在技术上有可能做到,它的价格和风険都将远超人类所能承受的极限。所谓的ITER和现有的下一代设计都对这个问题束手无策,搞核融合的人的态度基本上是船到桥头自然直;可是这艘船在30年前就已经撞桥沉没,30年来拼命加大引擎,那么不但再度撞桥是必然的,其后果也只能更为惨烈。

家园 呵呵

我不懂这个,但是我堂弟就在合肥那个研究所。现在来说,这还是个他们吃饭的项目。

家园 其实还是的

中科院的专家根本不参与也不管工程化的东西,实验堆都没啥成果,示范堆还没建,讲啥商用堆。

这事要有戏,组织上肯定会弄个大整合(弄不好剥离中科院和中核相关人员,新成立一家央企),专门攻克工程化问题

家园 激光切割钢板好快

上段时间去搞一个电机座,如果按传统的,气割钢板,铣边,定位,钻孔,铣洞,全力干来回要搞半天。激光切割,一块钢板放进去,输,数据,开机,全程不到5分钟。切边光滑整齐,当螺孔安装孔质量相当好,当要求不高的轴承安装孔都行。

我有好几年没搞过设备了,日新月异之感。

家园 王也属于为了反而反

首先说50年的问题。

这是在tokamak刚出来时提出的,当时没意识到不稳定性问题那么难解决,80年代指标上不去,放弃这条路线的提议都有。但90年代,H模运行模式出现后(稳定运行时间大大提高),又重振信心了。但此时美苏争霸已经结束,美国率先削减磁约束聚变方面的投入,甚至不打算加入iter项目,最后还是日欧挑头,但国际上总体投入较冷战时期已经大大减弱。举个例子,在美国开等离子体年会,白人大牛几乎都是60岁以上的,人也越来越少,因为这20多年投入减少,位置减少,几乎没天才的白人学生读这个专业,博士生全是小黄人。

前面说这么多,就是想说明一个问题,这些年投入远比提出50年的口号时少得多了,50年是指美俄拿出登月的劲头投入才能实现。

其次,中子问题,王就是完全人云己云了。其实,聚变实验堆才是氘氚聚变,研究等离子体控制问题。真到商用,是氘氦聚变或氦氦聚变,不产生中子的。这也是对月球氦3感兴趣的原因。

通宝推:领班军机,尚儒,玉米菜,陈王奋起,大山猫,唐家山,
家园 是的,大功率光纤激光器发展好快

好象焊接也行。都是白菜价了。

家园 是滴😊

目前理论问题都不能说完全解决,实验没有验证此前的理论和控制手段是否正确(iter的任务),各国都不会盲目加大投入的。

此前几年,和对撞机一样,不少国际大牛到中国忽悠,希望中国先再上个大装置(cfetr),国内一些人和媒体也配合,给人感觉中国聚变已经世界领先,很快就成功似的。

也就是在西西河,大家都是成年人了,我才敢这么说,在超大我给人科普,被不明真相的年轻人骂惨了。

家园 激光点火,好像十年前看过国内报道上海在搞。

在嘉定?

家园 那聚变堆实际上使用的是固定的燃料了。

不能直接使用氚,氘,氕了。不知道氦的来源是否足够。

家园 氦3在自然界中含量极低,可以认为没有

月球上应该有不少

氦4是石油天然气的副产物,有一些,但也不充分

核聚变是用哪种?

家园 有个游戏就是从月球取氦

纪元2205。

游戏里是在月球取,然后再月球直接发电,把电能传回地球。

这个无线能量传输在赛博朋克2077里也见到了,用几个大反射面阵。这个更不靠谱,定向性不够,大部分传输回来的能量都耗散了。如何实现远距离高效率大功率无线能量传输也是一个颠覆性技术。

去年看到一个小米的无线隔空充电的新闻,能达到5w的功率,但是没有看到实物,个人感觉还是炒概念,要不就是以高功率牺牲效率和安全性为代价,要不就是用大规模天线阵以体积和功耗为代价,实用性肯定还差不少。

家园 太阳里氦氦聚变公式

氦3+氦3——>氦4+氢1+氢1

用氦3

月球上大量氦3是太阳风带到月壤上的,可采储量从百万吨到亿吨(根据不同估计方法)。地球由于存在磁场屏蔽,氦3天然储量不到1吨。

家园 氦3只能去月球上去开采

目前的氦3都是氢弹衰变产物,全世界年产量有限,根据产量就能估算出氢弹存量,全球目前每年大概也就2万立方米的产量。

中国应该也能生产,但是这个是国防机密

911之前,氦3主要是来自于俄罗斯,氢弹衰变收集,北美有几家核电站也能生产一些,价格大概是一升10-100美元

911之后,DoD很担心脏弹或者手提包核武器袭击,大力研发高敏感度中子探测器,氦3被列入战略物资,市价飙升到500-2000美金一升,并且要跟DoD申请

要是氦3聚变真的商业化了,月球基地必须先行建立,月尘提取氦3送到地球

家园 月球基地必然比商用聚变发电先建成

1.航天的理论和技术是成熟的,仅仅是加大投入问题;核聚变理论和技术依旧在探索阶段,盲目加大投入风险太大。

2资金投入不同,航天的投入是聚变的几十倍(毕竟一个是遥远梦想,一个能产出现实效益))

家园 这么说商业核聚变发电只能靠月亮吗?

没有别的燃料来源了?

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