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  • 1 # 叕克

    可控核聚變技術的商業應用,要基於經濟性和安全性兩個方面:

    1、經濟性,就是要求每度電的發電成本控制在一個可以接受的範圍,如果高於現有條件下的成本,就沒有企業願意投資建設。核聚變發生的條件十分苛刻,要在極高的溫度和極大的氣壓條件下才會發生,這些條件並不是通常情況下可以獲得的:核聚變的激發需要有數千萬度以上的高溫,這需要採用多束鐳射同時聚焦到一個小點上才能達成,所以每次點火成本都是很高的。在如此高的溫度下,任何物質也會化成等離子體而湮滅掉,核聚變的反應物就無法固定而發生連續的核聚變反應。要約束這些粒子,需要在超導體裝置中執行強大的電流以獲得超強的磁場,讓反應粒子在這個超強磁場環之中高速旋轉才行,超導體裝置的建設成本極高,整套裝置執行過程也需要投入極高的成本。關鍵是,現有的技術,也只能讓核聚變發生了很短的時間,並不能讓核聚變反應長時間持續進行下去,在這種條件下,採用核聚變進行發電幾乎是不可能的,發電的成本也將高不可攀。當核聚變反應變得連續可控、並且執行成本接近了常規發電的水平,才具備商業應用的前景。

    2、核聚變的反應一旦啟動就不容易控制,像一頭巨大的猛虎,稍有一點操作不當,就會造成極大的破壞力,從而毀滅它周圍的一切。核聚變反應平穩地、連續地進行,才能源源不斷地輸出為人類所用的能量,核聚變反應的安全可控是其進入商業應用的必要條件之一。

  • 2 # 領略宇宙之美

    如題主所說,且將可控作為前提。

    既是商用,自然要考慮成本,維護等各種因素,按照當前主流,暫且將將核聚變用於發電產業,形式等同於當今核電站。

    簡單來說,核電站一套流程就是裂變放出熱量,燒水,產生高壓蒸汽,推動汽輪機做工等。

    然而因為燒開水雖然成熟,但是對於可控核聚變有很多致命的缺點。

    首先 ,水要燒到多少度?要知道現在最先進的火電廠都沒有把水燒到700度,因為管道和汽輪機承受不了那麼高的溫度,就算可控核聚變出來材料有了巨大的進步,水也就能燒到一千度,這已經很樂觀了。用上億度的熱源將水加熱到一千度,這㶲損失大到無法忍受了,能量品位,做功能力降了n個檔次。

    其次,從效率來講,燒開水的可控核聚變效率甚至比不上同時期的火電。如果用燒開水的話可控核聚變和火電的區別基本只在鍋爐上。可控核聚變的核反應堆(姑且這麼叫吧,誰知道是什麼呢)因為安全原因是比不過火電的鍋爐的,現在火電鍋爐效率都在90%以上,大機組能到95%,可控核聚變的反應堆為了安全肯定達不到這個值,而後麵點管道損失,汽輪機損失,機械損失,發電機損失,凝汽器損失等等,兩者都有,畢竟後面部分走的是同一個迴圈。最後的結果是可控核聚變的效率達不到同期火電的效率,就算容量大,提高一點效率,效率也會被釘在40%附近,實在太低。

    最後回答一下問題,效率,效率,效率!

    或者轉換燒開水思路,比如無工質輻射產生能源等等,具體怎樣,那就不得而知了!

  • 3 # 張子立

    有一個因數叫增益因子Q,就是輸出能量除以輸入能量。

    ITER的實驗堆的目標是Q等於10達到300秒,或者Q等於30達到30秒。

    如果希望達到商業堆的需求,就必須要比這個指標高的多。

  • 4 # 玉障滄淵

    問題是受控核聚變短期內是無法實現商業化運作的,這涉及到從核物理到材料學的一系列突破。打個比方,我們現在可以預測鋼鐵的腐蝕壽命,你知道這是攢了多少年的資料麼。我們現在對材料的輻照損傷機理還處於懵懵懂懂狀態,需要無數科學工作者來填這個天坑

  • 5 # 我是小壯他爸

    可控核聚變的理想過程是這樣的:人們可以控制核聚變的開啟和停止,以及隨時可以對核聚變的反應速度進行控制。但核聚變最大的挑戰就是需要瞬間上億度的高溫才能引起核聚變反應。

    從目前各國的核聚變研究水平來看,要實現可控核聚變並達到商用還需要達到以下三個條件:

    1、技術上的。就是要在純技術上能夠實現核聚變的持續放電,在人類輸入能量啟動核聚變後,其產生的能量能夠支援持續的核聚變反應,即能夠產生鏈式核聚變反應,這是核聚變發電的前提條件。目前中國實驗裝置EAST只能持續放電約100秒。

    2、工程上的。將技術的可能性變成實際的發電站。由於反應需要的條件是上億度的高溫,任何材料都無可能性承受這個溫度。所以首先是控制問題,現在有慣性約束和磁約束控制核聚變兩個研究方向。第二是材料問題,核聚變反應的容器不僅要耐高溫,還要接受各種粒子的衝擊。最後還要解決加料、排廢、如何安全可靠地把高能中子的能量變為熱能發電的問題。

    3、經濟上的。核聚變發電前期各種投入平攤到發電量上的單位成本要有經濟型。首先要達到核聚變生產的能量>啟動核聚變反應輸入能量這個臨界點。其次短期內發電單位成本接近目前各國主流發電模式如火電、水電的單位成本水平。最後,隨著核聚變發電的推廣,技術更加成熟,實現其規模效應後單位成本呈下降趨勢,未來單位發電成本可以下降到低於傳統火電或水電。

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