用于发电的可控核聚变,大概还需要多久能够实现?现在的投入是否值得?
要实现可控核聚变的实用化,至少做到类似于现在核电站的样子,估计的时间还得有至少几百年。其实目前我们对可控核聚变才只是刚刚的摸到了门,而对于如何开门这件事还是一无所知。所以对于形成产业也就遥遥无期了
虽然说各个国家都在搞着长脉冲可控核聚变装置,各个国家类似的装置的基本原理是在一个磁性约束环境下约束着超高温的等离子体进行核融合。
温度的确是可以达到一亿度以上了。
而问题则是磁性约束环境下的超高温等离子体是运行在十分接近于真空的环境下。这样虽然有温度,但是没有热能。
以至于现在大家看到可控核聚变模型都是示意模型,实际的腔体内的反应远远没有模型的激烈程度。甚至可以说是很弱的一个反应。
如果说量级的问题,咱们的东方超环本身以5000万度的温度运行100秒。在这段时间内储能达到300千焦。这个能量大约是多大呢?
一盏漆油灯,如果将火开的大一点,能够在100秒内消耗6.5克的汽油,这时这盏漆油灯的输出功率实际上是和东方超环的功率相同的。
从某一个方面的意义上来讲人们投入资金过百亿,在地球上其实也就造了四五个这个的汽油灯而已。目前指着这种装置发电,还真的不如用这种汽油灯带一个小涡轮发电的效率高。
但是刚刚说了汽油灯在100秒内要消耗6.5克汽油才能达到300千焦的发热量。但是如果用核聚变的方式进行核融合要达到300千焦的发热量仅仅需要消耗“十万分之一克”这一量级的氘氚燃料。效率是汽油燃料的几万倍。所以从长远的考虑上来说可控核聚变还是有着极好的前景的,如果能达到4.4亿的温度我们就可以大量的使用氦3进行核融合反应了,这时效率还可以成倍的提高。
这也就是搞这种装置的价值所在了。毕竟氘氚和氦3在地球上可以说是取之不尽用之不竭的能源。和目前所投入的几百亿资金来比,这几百亿资金也就相当于根本没成本一样了。所以说——值得啊!
大概是需要好几年的时间才能够全面实现,现在投入的话是不值得的,对现在来说还不是特别成熟。
现在投入不值得,我对世界的理解,需要碳纤维材料来做导线,而这种碳纤维材料目前人类无法生产出来。我的研究如果对重力,光波理解正确。植物光合作用能吸收辐射,能把高能粒子线行运动变成旋转运动,这说明碳水化合物中的材料可以改变光波的传播方向。通过我对基因结构的研究,用碳纤维材料可以改变曲率。
大概是2~3年的时间,值得,是因为现在投入了资金之后,就可以研发出来相关的器械,然后也可以进行发电,可以节约资源。
据相关资料显示,大概需要上百年的时间,我个人觉得不值得,因为这几个项目投资过百亿,而落成数量较少,发电效率也不高,所以我觉得在技术不成熟的时候投入是不值得的。
核聚变技术被应用于哪方面?
现在核聚变技术的成熟的应用就是氢弹。不过基于核聚变技术可以产生巨大的能量,很多国家,包括我国都在积极研究和平核聚变技术,即实现人工控制核聚变,使它用来发电,就像裂变一样。但是也正因为能量太大了,使它极不受控制,现在仅有的成果就是能够利用托卡马克装置实现2000~5000万度以上的人造太阳,普遍能仅仅能维持数十秒钟。日本在2000万度的温度下,使“太阳”稳定地存在了31分钟45秒。
我国最近实现了长达20秒的可重复高温等离子体放电,最高电子温度超过3000万度,令人鼓舞。
网站论评:爱德华·特勒不仅是美国的“氢弹之父”,也是名副其实的世界“氢弹之父”。虽然氢弹爆炸成功是当时两个超级大国相互进行军备竞赛的产物,也给人类带来了严重而深刻的和平危机,但是,它无疑是人类科学和技术巨大进步的标志性产物。氢弹的成功爆炸宣告了人类可以也能够利用轻核能源时代的到来,尽管还不是完全可控的“热核聚变”利用方式。
正如枪炮可以用之维护正义,但它的失控也可以带给人类空前绝后的灾难。人人有其缺点,由人所构成的组织也会有荒谬之举。利用贫铀弹造成他国无辜儿童成批出现贫血病;利用航空飞机造成纽约“双塔楼”仅半个小时就消失,并造成近三千无辜生命殒灭;物质的文明也演绎出了两次世界大战的爆发……历史的悲剧会否重演!在我们埋头于科学研究筹建人类物质文明的同时,我们更应该对人类未来的命运和发展作一科学的、公正的、富有建设性和创造性的、具有历史考究性的理性化思考和科学评估。
今天科学技术的进步已经远远超出了氢弹的爆炸成功。像“克隆”等生物技术的进步和繁荣它会不会同样带来无可挽回的生态灾难?SARS病毒至今没有找到源头,我们不能不胆颤惊心。当纳米技术发展到工厂化智能尘粒制造阶段,人类还有没有道义和自由可言?恐怖杀人于无形胜于“定点清出”的可怕忧虑又会是子虚乌有的吗!全世界精心建立的网络体系又会不会一夜之间灰飞烟灭……
如果物质的文明受制于没有科学、没有道义、没有理性的政治团体和组织,人类社会将是灾难深重的,绝非仅仅如人民处于水深火热之中一般境地可言。这同样是我们热爱科学的人们需要严肃讨论而不可回避的一个现实性历史性话题!“责任重于泰山!”这绝不是金钱所依赖的问题,我们确实面临一种人类能不能再进行下去的危机,这也自然包括每一个中国人未来的切身命运!
可控核聚变不亚于当年瓦特改良的蒸汽机,蒸汽机把人类带入工业文明,可控核聚变则把人类带入星际文明
中国研究可控热核反应(核聚变)应用了吗?
中国在这方面的技术还是不错的!世界上第一台全超导核聚变托卡马克装置的最后一个外包组件外真空杜瓦日前运抵合肥并通过专家验收,这意味着历时四年的中国新一代“人造太阳”实验装置——EAST建设已进入总装冲刺阶段,明年将如期完工。
石油、煤等资源的广泛使用会对环境造成巨大污染,而大规模利用水能又有可能存在生态隐患,人们对在未来模拟太阳,利用热核聚变为人类提供无限的清洁能源寄予了极大的期望。专家指出,现有地球海水中富含的氘如果全部用作热核聚变的燃料,能释放出足够人类使用百亿年的能量,并且其反应生成物是无放射性污染的氦。因此如果能在地球上实现对核聚变的控制,让核聚变能源持续有效的为我们所使用,就相当于人类有了第二个太阳一般。于是科学家形象地将这种能持续稳定输出聚变能的装置比喻为“人造太阳”。
热核聚变需要在上亿度的高温下才能产生,但目前在地球上只有在原子弹爆炸时才能产生这样的高温。科学家们发明了一种被称为“托卡马克”的“人造太阳”实验装置,期望利用巨大的环行超导磁场对等离子体进行加热、约束,在不产生巨大破坏的状况下创造热核聚变产生的物理条件。
为了探索和平使用热核聚变能源的方式,中国从1990年开始兴建托卡马克实验装置。历时三年建成的中国第一台超导托卡马克装置——HT-7,使中国成为继俄、法、日之后第四个拥有同类实验装置的国家。经过10年探索,HT-7已经能使实验中最高电子温度超过5000万度,并获得可复复的大于60秒的放电,每轮实验均由来自多个国家的数十位科学家共同参与,获得众多参数字于世界前列。
现已进入总装冲刺阶段的EAST,是中国从2000年开始建设的新一代可控核聚变研究装置,作为国家“九五”期间立项的六大科学工程之一,其总投资额近两亿元,明年建成后将是世界上第一台非圆截面和全超导托卡马克。作为HT-7的升级装置,EAST的规模、性能都远超出它的前辈。由于采用了先进的非圆截面和全超导技术,新一代“人造太阳”实验装置建成后能使等离子稳定运行的时间达到16分钟以上,获得一亿度以上的高温,远远超出现有最先进的托卡马克装置,在未来核聚变反应堆的工程技术和物理基础研究方面将有重大意义。
据专家介绍,按照中国和国际在热核聚变方面的研究进展推测,“人造太阳”提供的能源有望在本世纪中叶投入商业化运营,届时困扰人类百年的能源难题将有望迎刃而解。
相关评论:
按已经探明的储量和消耗速度,煤和石油分别能开采210年及40年,我国煤炭可开采90年,石油的形势更严峻。核裂变所用的铀在陆地上储藏量并不丰富,较适于开采的只有100万吨,加上低品位铀矿及其副产铀化物,总量也不超过500万吨。按目前的消耗量,只够开采几十年,并且会产生严重危害生态环境的强辐射废弃物。因此清洁的热核聚变成为科技攻关的前沿。
热核聚变是出现最早的一种产生能量的方式,并且能量惊人。遍布天空的恒星就是热核聚变的表现形式,而第一批恒星出现已经超过150亿年。人类研究热核聚变的和平利用的事件要晚于氢弹,只所以关注是来自于它产生的极大的能量以及取之不尽的前景,并且不产生任何污染废弃物。世界各国的尖端核试验室一直在为此努力。可控热核聚变能的研究分惯性约束和磁约束两种途径。惯性约束是利用超高强度的激光在极短的时间内辐照靶板来产生聚变。磁约束是利用强磁场可以很好地约束带电粒子这个特性,构造一个特殊的磁容器,聚变材料加热至数亿摄氏度高温,实现聚变反应。
核聚变所使用氘和氚做原料,。海水中氘的含量为十万分之三,1升海水中含有0。03克氘,聚变时可释放出300升汽油燃烧的能量。海水中氘的聚变能量足以保证人类使用上百亿年。
1991年11月9日,出l4个欧洲国家合资,在欧洲联合环型核裂变装置上,成功地进行了首次氘-氚受控核聚变试验,反应时发出了1。8兆瓦电力的聚变能量。
2002年中国在可控热核聚变实验方面就取得突破,
托卡马克是一环形装置,通过约束电磁波驱动,创造氘、氚实现聚变的环境和超高温,并实现人类对聚变反应的控制。受控热核聚变在常规托卡马克装置上已经实现。但常规托卡马克装置体积庞大、效率低,突破难度大。上世纪末,科学家们把新兴的超导技术用于托卡马克装置,使基础理论研究和系统运行参数得到很大提高。
HT—7超导托卡马克装置包括超导装置、液氮液氦低温系统、电源系统、真空系统、计算机控制和数据采集处理系统、技术诊断系统、波加热和波驱动电流系统、水冷系统等。HT—7超导装置环体从内到外有内真空室、内氮屏、超导纵场、外氮屏、外真空室五层,环环相套。
内真空室为高温等离子体提供一个超净的空间;内外氮屏通以液氮,为超导纵场提供零下180℃—190℃的低温屏蔽;超导纵场通入液氦冷却到零下269℃,在超导状态下实现稳态运行。环体上开设46个窗口以满足装置运行和物理实验需要。为测量等离子体参数,建立了三十多种诊断系统。其研究目标,直接瞄准当前国际核聚变研究的重要前沿领域。
其中2mm电子回旋检测系统是物理实验中的最关键技术,。该系统采用了独特的结构和控制与处理手段,能够获得全空间多位置的等离子体电子温度的时空分布,极大地提高了等离子体诊断和实验水平,为研究HT—7先进运行模式和高参数实验提供了重要的检测手段。
现在中科院等离子体物理研究所建成的HT-7装置,是中国第一可控热核聚变试验平台。在这个新领域我国只用三年半的时间,花了相当于正常情况下投资(约两亿元)的十分之一,就建成了这套装置。并成为世界上仅有的两套高参数稳态条件下开展等离子体物理研究的实验装置之一。
至此新装置的投入,提高了我国核聚变研究水平,使我们能在接近聚变—裂变混合堆芯的条件下进行等离子实验,为商用聚变堆的建造奠定可靠的科学基础。
近代重大科技进步不完全由该项科学技术的进步决定,外部条件,包括政治、军事和经济等起着举足轻重的作用,尤其在启始阶段,往往政治军事的考虑是支配因素。核武器是最典型的实例,它导致中国核工业体系的建立。氢弹试验成功后,科学家的注意力转向可控核聚变的研究,有军事性质而处于绝密状态。我
国的磁约束可控核聚变研究不同于国外,1958年在原子能和平应用背景下,在中国原子能研究院和中国科学院物理研究所同时启动。后在“全民大办原子能”口号下扩展到几个省。几经起落,几经调整,有些单位退出,有些单位加入,至七十年代逐渐形成目前的规模。其中科学技术的固有发展规律起重要作用,但外部条件变化的影响不容忽视。考虑中国国情,充分估计今后数十年外部条件的可能变化,当前对磁约束可控核聚变这种国际重大科技发展要密切注意动向,不能与外国比装置规模,牢记创新是民族的灵魂,以中国特色在国际上取得地位。
可以参考:http://bbs.qq.com/cgi-bin/bbs/show/content?groupid=112:11012&messageid=10065
可控核聚变的技术,现在还没有完全掌握吧。
文章标题: 可控核聚变的进展如何了 投入应用的有多少了
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/jingdianwenzhang/146148.html