Re: [闲聊] 核融合比核分裂,发电运用要难几倍?
楼主: w510048 (党的恩情比山高) 2022-08-23 21:20:39
※ 引述《litcurler ( )》之铭言：
: 你好 小弟目前在国际核融合能源研究中心当廉价劳工
: 就让我试着回答这个问题吧 :)
: 核融合炉目前的挑战之一在于装承高温电浆的真空容器、偏滤器(divertor)
: 以及让燃料达成自给自足的breeding module和相关组件的使用寿命
: 尤其是前两者，由于会直接和高温电浆接触所以难度是最高的。
: 候选材料如低放射化钢、钨、铜铬锆等合金都尚未能完全满足模拟结果所需要的条件
: 从历史来看、这些候选材料都是从1980年代就开始研发、
: 目前才改良到可以应用于ITER的程度。
: 是的，模拟是模拟但工程是另一个议题，所以改良之路还相当漫长
: 由于是专门为了核融合所特化的材料因此没有前例可循
: 至于breeding module部分，概念上是利用电浆中的中子撞击铍和锂等以倍增氘氚
: 铍化合物和锂化合物小球又会填充在真空容器当中
: 所以挑战在于和低放射化钢的相容性、以及如何把氘氚取出来的工程问题
: 这部分的开发计画统称为Testing Blanket Module (TBM)计画
: 这边所规划的实验蓝图是2030到2040年
: 这是核融合炉独一无二的设计所以难度无法量化 XDD
: 至于如何应用核融合反应所产生的热能
: 其实还是回归到烧开水这条路、差别只是在如何把热能传递到水这边而已。
: 欧盟选择铅铋冷却而日本选择了轻水冷却，也有国家选择融盐。
: 这边的发电系统和现行的压水式炉子很接近 (就是台湾核三厂的设计)
: 铅铋、融盐炉的概念设计早在70年代的美国跟欧盟都有研究过惹
: 所以难度相对没那么高
: 下一个挑战是能量净输出，也就是最常听到的Q值
: (定义为 系统输出能量/输入能量 的比例)
: ITER的目标是Q>10、而商用示范炉目前的定义是Q>20
: ITER目前正在拼2025年前完工并且点火
: 希望这些资讯对你有帮助 :)
想请教大神，
人类能够达成核融合反应的燃料组合有大约三种组合：
https://i.imgur.com/DEV1nTC.png (取自维基百科)
其中门槛最低的氘氚融合会有高能中子伤害与氚增殖与分离的问题。
为何不使用氦-3替代“氚”作为核融合燃料呢??
〝话说钢弹0079里面也是采用氦-3作为核融合的燃料〞 XD
氘与氦-3核融合温度为12亿度(比氘氚高3倍)，
其核融合产物是能量、质子、氦原子核。
这样就可以避免了高能中子伤害部件与氚增殖的工程问题。
应该可以更快降低核融合商业化反应炉建设的成本。
: 你好 小弟目前在国际核融合能源研究中心当廉价劳工
: 就让我试着回答这个问题吧 :)
: 核融合炉目前的挑战之一在于装承高温电浆的真空容器、偏滤器(divertor)
: 以及让燃料达成自给自足的breeding module和相关组件的使用寿命
: 尤其是前两者，由于会直接和高温电浆接触所以难度是最高的。
: 候选材料如低放射化钢、钨、铜铬锆等合金都尚未能完全满足模拟结果所需要的条件
: 从历史来看、这些候选材料都是从1980年代就开始研发、
: 目前才改良到可以应用于ITER的程度。
: 是的，模拟是模拟但工程是另一个议题，所以改良之路还相当漫长
: 由于是专门为了核融合所特化的材料因此没有前例可循
: 至于breeding module部分，概念上是利用电浆中的中子撞击铍和锂等以倍增氘氚
: 铍化合物和锂化合物小球又会填充在真空容器当中
: 所以挑战在于和低放射化钢的相容性、以及如何把氘氚取出来的工程问题
: 这部分的开发计画统称为Testing Blanket Module (TBM)计画
: 这边所规划的实验蓝图是2030到2040年
: 这是核融合炉独一无二的设计所以难度无法量化 XDD
: 至于如何应用核融合反应所产生的热能
: 其实还是回归到烧开水这条路、差别只是在如何把热能传递到水这边而已。
: 欧盟选择铅铋冷却而日本选择了轻水冷却，也有国家选择融盐。
: 这边的发电系统和现行的压水式炉子很接近 (就是台湾核三厂的设计)
: 铅铋、融盐炉的概念设计早在70年代的美国跟欧盟都有研究过惹
: 所以难度相对没那么高
: 下一个挑战是能量净输出，也就是最常听到的Q值
: (定义为 系统输出能量/输入能量 的比例)
: ITER的目标是Q>10、而商用示范炉目前的定义是Q>20
: ITER目前正在拼2025年前完工并且点火
: 希望这些资讯对你有帮助 :)
想请教大神，
人类能够达成核融合反应的燃料组合有大约三种组合：
https://i.imgur.com/DEV1nTC.png (取自维基百科)
其中门槛最低的氘氚融合会有高能中子伤害与氚增殖与分离的问题。
为何不使用氦-3替代“氚”作为核融合燃料呢??
〝话说钢弹0079里面也是采用氦-3作为核融合的燃料〞 XD
氘与氦-3核融合温度为12亿度(比氘氚高3倍)，
其核融合产物是能量、质子、氦原子核。
这样就可以避免了高能中子伤害部件与氚增殖的工程问题。
应该可以更快降低核融合商业化反应炉建设的成本。
作者: waiting101 (维特) 2022-08-23 21:23:00
这里是西洽 不是
作者: joey0vrf (莫瑟思) 2022-08-23 21:25:00
大家都想阿 有磁场的星球氦三又不好采
作者: Bugquan (靠近边缘) 2022-08-23 21:25:00
别说了，物理版根本没人
作者: SAKUHIRO (HIRO) 2022-08-23 21:27:00
我他妈来西洽是想放松的！
作者: litcurler ( ) 2022-08-23 21:27:00
看你执著He3这么多年 我认为你该试着放下
作者: waree (白熊) 2022-08-23 21:29:00
所以要换方向..找可以耐受的材料如Z合金钢达姆合金或悱色金
作者: zx1027112233 (水果武士) 2022-08-23 21:31:00
这里是男童俱乐部，不是核能性癖同乐会
作者: edieedie (一代一代) 2022-08-23 21:32:00
太鬼了吧 看不懂半个字
作者: Grothendieck (A. Grothendieck) 2022-08-23 21:35:00
如果有钢弹 应该去其它星球挖看看
作者: Bugquan (靠近边缘) 2022-08-23 21:36:00
刚才Google 了一下，因为He3的Cross section太小了还有原料问题
作者: carllace (柚子) 2022-08-23 21:50:00
等可以在月面采矿再说
作者: David312 (逍遥山水游戏人间) 2022-08-23 22:04:00
中子问题我上次忘记在那边看到的，非常难以处理且是超级难关，因为中子不带电，一旦产生就只能靠碰撞来制止或减速，而带电粒子如质子等可以靠电磁场调整方向来保证要撞上那边，也因为中子太难搞，所以似乎有一派说法是应该寻找不产生中子的反应(记得是硼那边的反应），上面图中有D-T跟D-D跟D-He3三种反应，其实三种都会产生中子（关键都是那个D），或多或少的问题而已
作者: Bugquan (靠近边缘) 2022-08-23 22:07:00
不产生中子，但是还有我说的两个问题，他们的cross section 和原料问题
