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可以用于发电的可控核聚变大概多少年能实现?如果时间太久,目前投入大量资金是否值得?

2023-07-01 11:57热度:478

谢邀,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!

问题很好,很尖锐,也很值得思考。

首先从题面回答:受控核聚变是一项集物理研究、工程物理设计、材料发展、经济等为一体的学科,是现代科学发展中人类遇到的一项巨大课题。如果仅从投入即产出的纯商业角度来讲,可以讨论。

就目前技术来讲,简单地发电,不考虑成本,还是用不了多久的。如果从工程、商业可行性要素来考虑,需要花费世纪量级的时间。

其次,想算一算“投入大量资金是否值得”。举个例子,目前国家最大的聚变研究国际合作项目——ITER,中国将在建设阶段(目前估计2006年~2025年)投资巨大。估计约为50公里高速,30公里城市地铁、……水平。年平均约5亿左右?你说巨大否?得到的是全部知识产权,当然消化吸收要花另外的钱,值得否?

大家盘算,致敬!