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  • 1 # 核先生科普

    文中這個小夥確實在2013年火了一把,2013年接受採訪時泰勒·威爾遜表示計劃2年內造出原型,5年內把產品推向市場,今年恰好是2018年。目前還沒聽說過將產品量產推向世界。

    威爾遜設計出兩個反應堆概念一個屬於聚變堆,一個是屬於裂變堆。

    題主提到的核武器廢料製造的小型反應堆並不是聚變堆,而是一個裂變堆,準確的說是一個模組化的小型熔鹽堆。

    設計的這種小型核反應堆功率為50兆瓦至100兆瓦,足夠10萬戶家庭使用。

    這種核反應堆由於使用的是核武器替換下來的核燃料,因此燃料濃縮度在90%以上,其實熔鹽堆的雛形就是來自美國的核動力飛機,功率密度大,雖然堆芯體積不大,但是一次換料可以執行30年。

    一回路介質採用熔鹽,因此一回路的壓力可以很低,蒸氣引數就可以達到預定引數,推動汽輪機做功,較低的一回路壓力降低了一回路發生洩露時的事故後果,也降低了一回路發生洩露的危險。

    沒有推廣的原因有很多種,比如技術上的不成熟、安全問題、造價原因,但是透過網上上的瞭解,泰勒·威爾遜這個小夥子絕對是提倡節能環保忠實擁護者。對於產品的發明的成本控制的非常好,造價的方面的原因應該不大,主要是前兩者的問題,畢竟高濃縮的鈾對於世界核安全的威脅是很大的。

    至於聚變堆,目前只是一個設計概念,目前各研究單位推出的聚變“小太陽”都是輸入能量大於輸入能量,離實際使用差的很遠。

    下圖為聚變概念堆

  • 2 # 海螺008

    這是不可能的,一定是謠言。

    核聚變需要用輕元素,也就是氫的同位素氘和氚,原子量是2和3,現在氚一般是用鋰來現場製作,鋰的原子量是6。

    裂變是用超重元素,現在一般是用鈾235,(或者鈽239),將它打碎,產生能量釋放,而鈾235打碎,也是100左右的原子量吧?也就是核廢料裡沒有氘和氚。

    製造這樣謠言的人,沒有基本的核反應知識,他不知道為何有核裂變,又有核聚變。

    一,原理

    氫元素聚會成重元素,可以釋放原子核的勢能,這就是核聚變反應,太陽裡就只進行著這種反應。氫聚變成氦,釋放能量;氦聚變成碳和氧,又釋放了能量;……,最後,聚變成鐵元素。每次聚變都釋放能量,只是隨著原子量增加,釋放的勢能越來越少,到了鐵元素以後,聚變不會釋放勢能,反而要吸收能量。要聚合的元素原子量比鐵越大,要吸收的能量越高。

    看下圖,曲線的起點是氫,頂點是鐵,最右端是鈾。這裡質子數,不是單指質子,也包括中子。

    如果有超重元素,比如鈾,當它被開啟成兩個元素時,聚合吸收的能量就釋放了出來。一般恆星燃燒是很難有超鐵元素產生的,超鐵元素是恆星滅亡時因核心快速消耗能量,迅速塌縮,造成外層元素跌落到核心,在強烈的撞擊下飛濺出來,這時有一些超鐵元素產生,甚至是超重的鈾元素。這些元素是吸收了撞擊的能量聚合而成的。

    二,兩種核能利用的反應堆

    核裂變的反應堆,是利用了放射性元素釋放的中子射線打碎鈾元素,而放射性元素容易找,鈾元素本身也有放射性,所以裂變反應堆是將這些東西封閉在一起即可。

    核聚變的反應,則是將輕元素高速對撞,讓它克服彼此間的電荷斥力,所以要用高溫,溫度是1.5~2億°C,在高溫下,原子高速亂撞,總有一些會撞擊力足夠而發生聚變。所以核聚變的反應堆,與裂變比,原理、構造完全不同,難度也大大提高。

    目前的核聚變反應堆,一種是用強磁場約束氘氣體,然後加熱到高溫,這叫託卡馬克裝置。

    另一種是慣性約束聚變,利用強鐳射四面八方聚焦轟擊一個懸浮的燃料球,達到區域性高溫高壓引發核聚變。

    這兩種裝置中國都有,世界上有這樣的裝置的也沒幾個國家。前一種是:美國、歐盟、中國,俄羅斯,日本,印度參與了歐盟的計劃,但自己大陸沒有裝置;後一種是:美國、中國、法國。

    三,中國的核聚變裝置

    看中國超導託卡馬克裝置,2017年7月穩態執行時間超過100秒,

    看中國的慣性約束聚變裝置,2015年圖片

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