可控核聚變的實現難點是什麼?

時間 2021-05-09 09:32:36

1樓:預言帝

熱核聚變,難點是高溫燃料的約束問題

1托卡馬克(磁約束),高溫粒子湍流目前無解2雷射點火,了解一下什麼叫不能撫平的毛球,簡單來說還是無法約束高溫聚變燃料

冷核聚變,相比前者,基本理論都不完善呢

個人感覺不樂觀,直觀的可控核聚變可能會像三體問題一樣永遠無法解決。

2樓:

第一層,可控核聚變的工程方向就有很多種。做出實驗裝置來的有仿星器、托卡馬克、美國國家點火裝置等等,代表著不同的工程方向。也就是說人類目前還沒搞清楚具體哪條或者哪幾條工程技術線路可以搞定可控核聚變。

第二層,就成熟度來說,托卡馬克裝置應該是成熟度最高的。即使是這樣Q值也沒有突破1 ,也就是說輸入能量還沒有小於輸出能量。下面主要說一下托卡馬克裝置的工程技術難點:

等離子加熱技術,要把氘氚混合物質加熱到一億攝氏度以上的高溫形成等離子體,這需要多種加熱方式。比如電加熱、微波等等。

磁場控制技術,等離子體在托卡馬克的真空室內通過多重磁場控制。要讓等離子體在真空室內高速運動且不能碰到真空室的第一壁。這一切都需要通過動態地調整區域性磁場強度來實現控制。

第一壁的設計和實現。氘氚反應會釋放出中子和17.6Mev的能量。

第一壁需要吸收能量,並利用氘氚反應的中子轟擊第一壁的鋰6生成氚,實現氚自持。氘有得是,但是氚非常稀有而且製造成本很高。如果不能實現氚自持,那麼在經濟價值上托卡馬克裝置毫無價值,只能是實驗室裝置。

偏濾器的設計和實現。偏濾器是用來傾斜"爐渣"的通道。氘氚聚變產生的氦就是爐渣。同時偏濾器也可以吸收轉化"爐渣"中的熱。

高度自動化控制。氘氚聚變反應開始以後由於不斷地產生大量中子,且周圍是高達幾個特斯拉的強磁場,這樣惡劣的輻射和磁場環境不可能由人工維持反應堆的持續執行。必須通過機械人更換第一壁材料(鋰6合金物質沒有了就必須更換否則無法氚自持)以及實現一些自動化維修等操作。

托卡馬克自動填料技術,氘氚反應一段時間後,氘原子數量減少需要及時補充。這個補充可不是簡單的事情,真空室內還都是強磁場的等離子體呢,補充的氘怎麼注入才能保持等離子體執行穩定等等問題非常難解決。

持續反應時間要長。

中國作為托卡馬克裝置的實驗的最先進國家,也只是搞定了其中一部分事情:

第一、第二條在EAST 上都基本上解決了,採用的是超導磁體。HL-2M 裝置現在做到等離子體溫度1.5億攝氏度。

第三條第一壁的設計實現了一部分,EAST 第一壁是用鉬合金做的,是用壽命8500小時但是氚自持還沒搞定。

第四條的偏濾器已經在EAST和HL-2M上裝備了,但是還在不斷地改進設計,提高壽命。

第五條是中法兩國有合作協議一直在合作研發。

第六條還在探索,EAST採用射彈丸的方式,測試過五顆彈丸的情況。

第七條還停留在秒級,個位數的秒級。

其他國家基本都是渣渣……

3樓:

難點不多,解決這兩個就差不多了。

乙個是常溫超導材料,增強磁場約束,解決爐芯的問題。

乙個是耐高溫,熱傳導好,耐高壓耐衝擊的材料,解決爐壁的問題。

4樓:秦始皇

目前發現有個東西很特別,暗物質,甚至暗物質才是引導引力形成關鍵,各原子之間作用是否有暗物質存在?那麼就可以很好解決地球重力問題對核聚變干擾,早期人類利用電,如果早期在理論材料沒成熟下,去模仿怎麼製造控制閃電來發電一樣,走了一條死胡同。關鍵在於不斷加深對電子,質子,中子,原子,這些理論認識加深,運用自然規律來辦事。

暗物質https://www /video/1288225870176563200

另外我覺得這些東西之外的暗物質搞不好才是關鍵,暗物質和暗能量佔宇宙中物質的96% ,而且實驗當中無法控制的問題是否與這些有關目前沒有答案,這麼大量物質與能量現在都搞不明白,那麼對質子,電子,中子這些東西執行基理上來說還沒弄明白,想利用原子能,必須對這些東西有成套執行理論支援。原子就是在暗物質與暗能量中執行,目前怎麼在這之中執行,搞不清楚。

暗物質總質量很大,它們代表了宇宙中84.5%的物質含量,其中人類可見的只佔宇宙總物質量的10%不到(約5%)。暗物質無法直接觀測得到,但它能干擾星體發出的光波或引力,其存在能被明顯地感受到。

我們要控制原子與中子流向,就得知道暗物質與暗能量到底是什麼,怎麼觀測,不然,原子,中子亂七八糟的到處跑,而且又控制不了。可控核聚變關鍵在可控,可控關鍵要弄明這些東西的執行基理。

還有我希望國家加大各學科投入,齊頭並進,像暗物質開始是天文學家發現,繼而引入到其他的理論模形,如果不對各學科加大投入,光核聚變一家很難解決問題。

5樓:君子以懿文德

宇宙裡唯一已經實現的可控核聚變方式就是,恆星。

穩定到可以持續燃燒幾十億年以上。想想除了戴森球還有什麼方式可以利用?思維發散一點。

感覺這才是唯一的辦法。且這個能量也是無窮無盡 ,實現了完全利用,也就進入了二級文明

6樓:sicwea

關於一種常溫下,等離子體高速撞擊靶材料的設計,磁場為不斷的漸進增大然後中間反轉,等離子體在磁場約束下,不斷的旋轉並撞擊靶材料,靶材料在高速撞擊下發生反應,然後放出能量。就不知道放出的能量,可以有多大,也許合理的設計,可以增大反應率,增加放出的能量。

7樓:高結朋

我可以很負責任的告訴你你,你的這些論點有點點參考價值,但你為何如此反對或冷對核聚變?我們已經完成受控核聚變商業堆!目前象你這樣的反對者很多,關鍵是在掌權!

這個主要將我們排斥在核聚變門外的罪塊禍首!

8樓:qq球球

正所謂拋開熱量談溫度都是耍流氓,1000度的一滴鐵水永遠融化不了一座冰山。

聚變比裂變好的地方是,沒有裂變的臨界質量限制。

依照上面網友的內燃機玩聚變的思想不如這樣,造個小的內燃機,每次只放入零點幾微克的聚變燃料,用千瓦級強電壓擊穿點燃,不就行了?只要控制聚變燃料的注入。核聚變產生的熱量永遠達不到燒化材料的熱量

然而我們的五常國家還在玩大磁鐵。

9樓:findcoins

不如考慮聚能材料。 考慮可控聚變比如考慮極限儲能。

地球上已知和已發明的東西對太陽能的吸收太弱了。

如果能有一種材料能極限吸收能量,那我們不需要製造可控核聚變, 直接把這個材料製作的裝置發射到近日空間, 吸滿太陽能之後再飛回地球。

10樓:oldestfox

本人完全外行,只是好奇,為啥不能在太空搞這個?可以省了很多設施啊,太空溫度很低,超導也容易實現,地方也大,輸出中子流射到沙漠上來發電……

隨便噴哈

11樓:陸半千

只想問一句,即便做到了可控核聚變,也就是在極端複雜的裝置中,使用超低成本的原料(氘和氚),「燒」出了極高的溫度,那麼然後呢??怎麼轉化為電能呢?還是燒開水嗎?

也只能燒開水吧?前期研發和實驗,中期部署和除錯,後期建設和改進,從頭到尾這一切的綜合成本攤銷到每度電上,真的比核聚變燒開水發電更便宜嗎?求解!

12樓:張華

難點是人類暫時不需要核聚變。

按照現有能源測算,水電,風電,太陽能已經完全足夠人類使用了,如果儲能夠好,甚至不需要化石能源。

加上頁岩油氣技術發展,美國都變成能源出口國了。

所以現在沒必要搞核聚變,聚變是為了星際宇航用的,研發聚變發動機才是這個技術正確的發展方向。

13樓:有人雲

曾經看過乙個關於核聚變的笑話:

Q:為什麼核聚變的發展這麼慢?

A:如果石油只能用於製造塑料和其他化工品的話,美國也就不需要千里迢迢地去伊拉克找洗衣粉了。

美元是和石油掛鉤的,你以為中國這麼支援核聚變的研究是因為什麼?

14樓:鸑鷟67

最大的難點在於前有煤炭,天然氣,石油,後有頁岩氣,可燃冰,再不濟也有核裂變之類,可能未來很長時間內都不會出現「沒有核聚變就解決不了能源問題」的局面。

各種各樣的能源前仆後繼,把大部分人喂得太飽。人類這個整體不發揮主觀能動性的話,再怎麼呼籲也不好辦。要是真走到了問題面前,什麼技術難關都要淹沒在人民戰爭的汪洋大海中(滑稽)。

15樓:松鼠餓了

我看了好多答案。。。你們有沒有發現講的都是技術難題。。。我不是這個專業的。。。你們都講得比我好。。。

不過為什麼這些技術難題非常難以克服?

我覺得根本原因還是我們對強相互作用的本質和規律認知還不夠。。。換句話說,就是我們基礎理論仍然薄弱。。。所以看上去我們的辦法就很笨拙。。。

這有點像模擬於我們人類很早就發現了閃電的巨大能量。。。假如沒有法拉第麥克斯韋等人對電磁學本質的透徹研究。。。我們只會想辦法模擬大氣中的靜電來得到閃電的能量。。。

去製造巨大的風機和蒸發出熾熱的雲霧去嘗試對流和控制巨大的人造氣旋。。。企圖以此製造閃電並控制利用它。。。這同樣是困難重重的。。。

或許在技術上到今天都實現不了。。。更別提進入電氣時代了。。。

乙個小小的手搖發電機。。。如何能釋放和閃電性質相同的能量?這是建立在基礎理論的突破和人類對電磁現象本質正確認知的基礎上的。。。

我覺得可控核聚變同樣也是如此。。。假如對基礎理論的研究缺乏突破。。。光靠當下各種技術和巧妙設計去試圖強行點燃聚變反應堆。。。

這本身就是一件吃力不討好的事。。。

16樓:零點突破

我的想法雖然是有些幼稚的想法,並且很民科。

我們也許可以在海底建立乙個巨大的反應爐,爐內外有巨大的管道聯通,並通入海水,然後再其中引爆氫彈,依靠巨大的水壓限制核爆範圍。由核爆產生的巨大壓力推動海水流出管道再依靠水流推動輪機工作來發電。至於產生的氣體……抱歉,我不知道該怎麼做。

17樓:故射山拜月人

各位都說的是技術…我專業是經濟學…我說點別的…像核聚變這種技術…其實最難實現的阻力應該是經濟…技術問題不可否認是乙個難題,可是傳統能源和現在所謂的清潔能源的既得利益者們會讓他實驗,並且使用嗎。我們還有很長的路要走…

我們現代社會的基本盤實際上是能源與貨幣掛鉤的…那麼這種無限並且清潔的能源改變的就是很多人的利益了。

第二,能源與貨幣掛鉤取消,那麼社會中的財富該怎麼積累?用什麼和貨幣掛鉤?

第三,這後面形成的問題是乙個大解放運動…是人類的平等…還是分層級?

第四,人存在的價值是什麼?或者人應該在未來幹什麼?

這些問題的通通有準備了,才能實現…不然的話一切都是白達…

也不要覺得自然科學和社會科學真的能分開,或者誰高誰低?二者考慮不清楚…將沒有意義…

所以社會問題的解決和技術問題同等重要

可控核聚變有可能實現嗎?

Danny.Zhu 直接找一大沙漠,周邊建風力電機,往沙漠扔氫彈不就完了嗎?一分鐘一顆氫彈,十分鐘扔一顆,通過扔氫彈快慢,量級,達到風力可控,進而風力發電源源不斷 神舟飛船 當然是沒有可能的,可控核聚變早已變成全球笑話了,研究了70多年依然是原地踏步的專案,真要能成功早就成功了,根本不可能拉了70多...

人類什麼時候才能實現可控核聚變?

那場烟花雨淋溼了夢境 我不會預言,商用估計百年內吧 現在這個大學課程最多接觸理論,想要具體地研究 先報考研究生轉核物理。業餘人士沒必要深入鑽研。了解下就行。 貓科虎瑞川 50年後差不多就可以用來商用了,其實現在中國已經可以使用可控核聚變了,但是成本太高,所以目前還不能商用。現在面臨的不能實現可控核聚...

可控核聚變在太空的優勢是什麼?

已登出 不說太空,就說核聚變真的實現了,給我們造成的第乙個影響就是能源,而能源也是決定人類命運的東西,比如有些東西不能再生,但是通過能源我們可以從別的物質上轉換或者合成,聚變成功後,能源將無窮無盡,製造業的成本將低的不能再低,可以說,現在我們說電解水不划算,但那個時候這些類似的問題將不再是問題,人類...