可控核聚变有可能实现吗?

2024-05-11 03:45

1. 可控核聚变有可能实现吗?

可控核聚变其实不难,氘氚等离子体温度足够高就能发生聚变反应。但想要建成商业聚变堆,问题有:
1、能量输出要大于能量输入,也就是说三重积要足够高。
2、第一壁材料要能长时间的承受热冲击(导致材料融化、热应力导致开裂)、14MeV中子辐照(引发肿胀、脆性,降低热性能)、氢氦离子损伤(表面长气泡、变形)。
3、氚几乎无法人工生产&开采,必须做到氚自持(循环利用)。而现状是:氘氚聚变的三重积大概要求 ,印象中JET堆已经做到了 。答主不是等离子专业的,所以也不知道这个记录有没有被打破。不管怎样,差距还存在,但不是不可克服的。目前最热的第一壁候选材料为钨基材料。热性能方面(抗热冲击性能&热导率)已经能满足ITER的运行标准,但商业堆的运行标准更加严苛,还需要进一步研究。中子辐照方面的研究只能说刚刚起步,14MeV中子辐照实验数据几乎没有,绝大部分是用裂变堆的辐照条件来模拟推测。氢氦兼容性研究也还不成熟,损伤机理、如何预防都还没有一个普遍接受的结果。氚自持技术的研究同样也是才起步,如何提高氚增殖率并降低第一壁的氚滞留?阻氚材料如何选择?氚如何进行再回收、富集、运输?解决这些问题需要建立一个完整的氚工厂,并完善相应的技术标准。一句话总结:路漫漫其修远兮。

可控核聚变有可能实现吗?

2. 核聚变可控吗

核聚变可控吗回答如下:
目前人类无法控制核聚变,可控核聚变是核领域专家普遍认可的,不过人工可控核聚变的实现与可控核裂变不在一个等级上,可控核聚变的很多核心技术和设备至今仍在逐步摸索当中。主要的几种可控核聚变方式:

太阳——引力约束聚变地球上的万物靠着太阳源源不断的能量维持自身的发展。
氢弹——惯性约束聚变氢弹是一种人工实现的、不可控制的热核反应,也是至今为止在地球上用人工方法大规模获取聚变能的唯一方法,但是它必须用裂变方式来点火,因此它实质上是裂变加聚变的混合体,总能量中裂变能和聚变能大体相等。
可控聚变的希望——磁约束带电粒子(等离子体)在磁场中受洛伦兹力的作用而绕着磁力线运动,因而在与磁力线垂直的方向上就被约束住了。同时,等离子体也被电磁场加热。 由于技术水平还不可能使磁场强度超过10T,因而磁约束的高温等离子体必须非常稀薄。
核能包括裂变能和聚变能两种主要形式。

裂变能是重金属元素的原子通过裂变而释放的巨大能量,已经实现商用化。因为裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少,而且常规裂变反应堆会产生长寿命放射性较强的核废料,这些因素限制了裂变能的发展。另一种核能形式是目前尚未实现商用化的聚变能。
氘在地球的海水中藏量丰富,多达40万亿吨,如果全部用于聚变反应,释放出的能量足够人类使用几百亿年,而且反应产物是无放射性污染的氦。
另外,由于核聚变需要极高温度,一旦某一环节出现问题,燃料温度下降,聚变反应就会自动中止。也就是说,聚变堆是次临界堆,绝对不会发生类似前苏联切尔诺贝利核(核裂变)电站的事故,它是安全的。因此,聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。

3. 可控核聚变有可能实现吗?

有专家表示目前仍处于初级探索阶段的暗物质或许是“候选者”之一,但对于人类来说这条路十分漫长。虽然掌握了核聚变技术无法帮助我们突破银河系,但是帮我们突破太阳系还是有可能的。有观点认为一旦人类成功飞出太阳系,那这相当于人类解锁了新区域。在新的宇宙区域中我们又可以继续进行探索,说不定能够发现一颗含有丰富矿产的星球。目前来说一切都还只是设想。

核裂变与核聚变是产生核能的两种方式,前者是通过不断分裂原子核来释放能量,后者是通过不断结合原子核来产生能量。如果单纯从能量转化方面来看的话。
那么核聚变反应要比核裂变反应高出至少五倍左右。如果从原料供给的角度来看的话,核裂变的原料要求高,因此地球储备量有限,但是宇宙中到处都是核聚变的原料,那就是最基本的氢元素。因此宇宙中大多数能够“熊熊燃烧”的恒星都是通过核聚变反应维持的。

可控核聚变有可能实现吗?

4. 核聚变可控吗

核聚变可控。
一定条件下,控制核聚变的速度和规模,以实现安全、持续、平稳的能量输出的核聚变反应。有激光约束核聚变、磁约束核聚变等形式。具有原料充足、经济性能优异、安全可靠、无环境污染等优势。因技术难度极高,尚处于实验阶段。
核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变,这种反应在太阳上已经持续了50亿年。可控核聚变俗称人造太阳,因为太阳的原理就是核聚变反应。

(核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射,不产生核废料,当然也不产生温室气体,基本不污染环境)

人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置,可以有效控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出。
核能包括裂变能和聚变能两种主要形式。
裂变能是重金属元素的原子通过裂变而释放的巨大能量,已经实现商用化。因为裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少,而且常规裂变反应堆会产生长寿命放射性较强的核废料,这些因素限制了裂变能的发展。另一种核能形式是目前尚未实现商用化的聚变能。

5. 现在的能做到可控核聚变吗?

作者:小侯飞氘
链接:https://www.zhihu.com/question/64853540/answer/227423754
来源:知乎
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题主问的是“可控核聚变有可能实现吗?”。我想,更为准确的问题应该是:“商业聚变堆有可能建成吗?”

可控核聚变其实不难,氘氚等离子体温度足够高就能发生聚变反应。但想要建成商业聚变堆,问题有:

1、能量输出要大于能量输入,也就是说三重积要足够高。

2、第一壁材料要能长时间的承受热冲击(导致材料融化、热应力导致开裂)、14MeV中子辐照(引发肿胀、脆性,降低热性能)、氢氦离子损伤(表面长气泡、变形)。

3、氚几乎无法人工生产&开采,必须做到氚自持(循环利用)。

而现状是:

1、氘氚聚变的三重积大概要求  ,印象中JET堆已经做到了  。答主不是等离子专业的,所以也不知道这个记录有没有被打破。不管怎样,差距还存在,但不是不可克服的。

2、目前最热的第一壁候选材料为钨基材料。热性能方面(抗热冲击性能&热导率)已经能满足ITER的运行标准,但商业堆的运行标准更加严苛,还需要进一步研究。中子辐照方面的研究只能说刚刚起步,14MeV中子辐照实验数据几乎没有,绝大部分是用裂变堆的辐照条件来模拟推测。氢氦兼容性研究也还不成熟,损伤机理、如何预防都还没有一个普遍接受的结果。

3、氚自持技术的研究同样也是才起步,如何提高氚增殖率并降低第一壁的氚滞留?阻氚材料如何选择?氚如何进行再回收、富集、运输?解决这些问题需要建立一个完整的氚工厂,并完善相应的技术标准。

一句话总结:路漫漫其修远兮。

现在的能做到可控核聚变吗?

6. 可控核聚变的好处

它是第四次工业革命的“钥匙”,中国可能最先拿到手

7. 实现可控核聚变有什么意义

现代人类文明大约位于宇宙文明的0.7级,而可控核聚变的实现被视为第一宇宙文明实现的标志。

实现可控核聚变有什么意义

8. 可控核聚变是什么?