五千年(敝帚自珍)

主题:聚变PK裂变 -- tojinge

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家园 借地问声这玩意有戏么?

新设计将铀利用率提高至90%

科技日报讯 (记者盛利)记者7月14日从中物院核物理与化学研究所独家获悉,该所聚变裂变混合研究中心已初步完成了热功率为3000兆瓦的Z箍缩聚变—裂变混合反应堆概念设计。作为介于聚变堆和裂变堆之间的一种次临界核反应堆,它可将目前核燃料资源只能维持100年的状况延长到数千年。

  聚变—裂变反应堆构想由中物院彭先觉院士于2009年在我国提出,2012年1月起中物院核物理与化学研究所承担该项目论证科研计划。在近3年设计论证中,团队创新性地提出Z箍缩驱动聚变—裂变混合能源堆方案。

  按照方案,Z箍缩聚变—裂变混合堆主体部分由Z箍缩聚变堆芯、裂变包层、产氚包层和燃料循环系统等组成。在聚变堆芯中,重频驱动器输出的60兆安超强电流,产生的强大洛仑兹力引起箍缩效应,创造受控热核聚变所需的超高温、超高密度状态,用以加热并压缩含氘氚燃料的聚变靶丸,并使其发生可控的热核聚变反应,输出大量高能聚变中子;在高能聚变中子作用下,包裹在聚变堆芯周围的铀—238发生裂变反应,产生稳定、可控地输出巨大能量;裂变包层泄漏中子用于产氚,在燃料循环系统中实现氚的“自持”循环。

  该所聚变裂变混合研究中心常务副主任黄洪文表示,Z箍缩聚变—裂变混合堆可在同等产能规模下大幅降低聚变功率、材料耐辐照及氚资源消耗等要求,实现烧贫铀或乏燃料并兼顾次锕系核素嬗变,将铀利用率提高至90%以上。此外,裂变燃料循环工艺流程简单,卸出燃料经过裂变气去除处理即可使燃料再生,实现燃料的闭合循环利用,不产生传统意义上的乏燃料,环境排放低,同时也有利于防核扩散;包层采用深次临界和良好的传热设计,临界安全和余热安全性能突出。

  按照计划,2015年前后的Z箍缩聚变—裂变混合反应堆将完成该堆型物理设计。2020年前后建成关键单元技术的实验研究平台。2030年前后通过系统集成建成实验研究堆,经过实验研究堆的总体试验研究以及系统优化与改进,适时升级并建成商业示范堆,促进和实现聚变能源的提前商用,为我国能源的可持续发展提供有竞争力的技术选项。

家园 理论上当然是可以的,在工程上仍然有很多困难

1、这东西可以认为是 聚变--裂变混合堆。 聚变反应只是提供中子源,不是主要的能量产生机器。类似概念的有,次临界快堆(用加速器产生质子,碰撞后产生中子),基于托卡马克的聚变--裂变混合堆。

2、Z箍缩 当然比托卡马克要简单一些,不过不能自持,能量效率怎么样还不好说,工程上也有自己的困难。

要是不差钱,当然是可能的路径都试一试呗。

家园 错,应该是核爆涡扇发电机。

这个所谓核爆发电机是用核爆加热介质,取用很麻烦。我觉得不好用。

其实可以更加直接一点:

冲击波推动风扇发电。

其实就是战斗机所使用的涡扇发动机的放大版。

超大规模的涡扇发动机。

史上最大规模的风力发电机:核爆冲击波式风力发电机。

只不过战斗机所用的涡扇发动机的废气是直接对大气喷出的,核爆涡扇发电机的废气需要预先设置出口,比如真空室。不然能量都用来对约束层做功,浪费掉了。如果排气口做成长井,口上封上一个金属条,就可以转换成为一个超级大炮。

这样的核爆风力发电机瞬时发电能力大约可以摧毁一个国家的电网,哈哈。

另外一条就是,介质可以使用水或者其他合适的介质传到力量给扇叶。估计扇叶要用塔式扇叶。

理论上可行,嗯,理论上比现在的核电站还要可行。而且还可以合法进行核试验。

当核爆可以变成日常任务的时候,人类对核爆的了解将可以更加深刻。

家园 革命性的发明——核电宝

引:

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央视网消息:日前,我国铅基快中子反应堆研发工作取得重大突破,铅基反应堆核心技术实现了自主化,并跻身到了世界领先水平。沿用此项技术,未来,我国还将率先推出只有集装箱大小的迷你型核电源装置“核电宝”。

经专家组鉴定,由中科院核能安全技术研究所设计研发的世界规模最大、功能最全的“铅基堆冷却剂技术综合实验回路”和“铅基堆冷却剂氧测控技术”,实验能力和运行参数达到国际领先水平,实现了核心技术自主化。

冷却剂相当于核反应堆中的“血液”,以金属铅为基础的合金材料作为冷却剂,代替传统核电站中的水冷却剂,目前被认为是最安全的核设施冷却材料之一,它不仅可以有效避免像福岛核电站那样的事故,还可以将核燃料的资源利用率延长到千年的级别。因此,铅基反应堆可应用于第四代核电、未来聚变电站等,同时可在海水淡化等工业生产领域发挥作用,从而推动清洁能源的发展。

据介绍,中科院核能安全技术研究正在对铅基反应堆进行系统实验和工程技术验证,并计划在全球率先研发出只有集装箱大小的迷你型核电源装置“核电宝”,以满足海岛海洋平台、偏远地区分布式供电需求。

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评论: 集装箱大小,兆瓦级的快堆!功率有点小。清华的高温气冷堆还200M瓦呢。被认为小堆的ACP100还100M瓦呢。但是,它是快堆,烧的是铀238,采用的铅铋的自然循环,"安全的快堆"。这个人类能源一次革命,悄声地漏了一个小脸。

通宝推:墨虎,浣花岛主,盲人摸象,年青是福,
家园 刚看到这个新闻就想上来问一下tojinge,这新闻靠谱么

毕竟在西西湖深入探讨核电的作者里,您老也是有身份证的一位

家园 应该是比较可信的

技术难度在可突破的范围呢,并非天顶星技术

家园 如果安全没问题,那这个东西就很好用了

最好可以伴随移动。但是我们的力量投射到哪里,这个超级充电宝就跟到哪里。

家园 个人认为

把反应堆做小,不是难度,可见各种核潜艇,但是最大的难度在防辐射、能量导出及降压,核潜艇都出现几十年了仍然民用进展不大,可见其投入成本比,以上文,铅箱不是难度,但是发电及降压调压是问题,整个这块设备可比反应堆大多了,特别是控制设备的抗辐射干扰

家园 不看好

如果真是像文中所说,那么这东西的用途绝不可能仅仅是用于海洋平台和偏远地区的供电这么有限。在这一点上已经露了怯了。

家园 也许是功率达不到?经济性差?
家园 核渔政船么?

家园 怎么可能?

集装箱大小能放得下蒸汽轮机吗?

家园 100年前西方就开始玩蒸汽轮机火车了

大概从1910年代开始研究,50年代彻底停止,蒸汽轮机火车死掉主要因为传动系统,直接传动只适合跑高速,低速时太费煤,用电传动可以改善这点,但煤烟又容易引起电路故障。但总之蒸汽轮机小型化100年前就不是个问题。

家园 因为兆瓦级的柴油机组早就能装在集装箱里了

大家都见过的兆瓦级的柴油机组就是内燃火车头咯。至于燃气轮机更加轻巧,基于LM2500燃机的移动发电机组,输出功率超过20兆瓦,一辆卡车就能拉动。所以“核电宝”这玩意只适合在加油极端困难的场合,比如海洋平台和偏远地区的供电。。。

家园 燃气轮机。。。你胆子真大啊

开放式核加热?

怎么也要蒸汽回路隔离吧?

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