上初中时听物理老师讲,等你们长大了用上核聚变发电,到时候电力非常便宜可以随便用了。等我们长大了,老师说核聚变发电的没实现,还是要等五十年,到底难在哪?

核聚变到底有多大能量(永远五十年的核聚变)(1)

过去很长一段时间,聚变研究是物理学家为主力,结果是甩开其他学科,很多设计工程上无法实现,只好退回来再做工程方面的研究,接着又带动别的学科很多问题。聚变反应堆的概念早就设计好了,点火也早就实现了,但是反应堆的建设还在实验阶段,核聚变的规划也一拖再拖,就是说很多东西图纸上设计出来,但是做不出来,工程上实现不了。以聚变堆的第一壁材料为例,要满足以下要求:低氚滞留、抗中子辐照能力、抗等离子体辐照、低活化、耐高温、耐热冲击等,以上几个条件满足一个就已经十分困难了,满足所有条件的材料地球上目前还不存在。

核聚变到底有多大能量(永远五十年的核聚变)(2)

要实现可控核聚变远远不止氘氚等离子体温度的问题,非等离子体专业的问题中有两个最难解决,第一是氚自持,氚在自然界几乎没有,需要中子与锂反应产生,一公斤要上亿美元,要产生的氚如何能比聚变反应消耗的氚更多,这个问题现在远达不到乐观。第二问题是中子辐射的问题,或者说是聚变堆的核安全问题,刚接触聚变的人会听到聚变没有核辐射的宣传,但是氘氚聚变会产生大量高能中子,而材料被中子辐射产生的放射性问题比裂变堆严重的多。

人类投入了大量的资源、资金和时间,却收效甚微,核聚变几乎是绝无仅有的一个,甚至不能确定现在聚变方案,磁约束(托卡马克、仿星器、箍缩等)、惯性约束是否真的可行,但人类必须坚持下去,因为我们承担不起失败的后果。也许经过无数的失败,下个世纪核聚变将照亮世界。

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