“可控核聚变的优点是显而易见的:其原材料很容易获取,从海水中提取氚等氢的同位素,储量巨大,而月球上也还有大量He3储藏;而且,其反应放能效率也极高,产物无污染、且不具放射性;这两个优点是核裂变远远不能相比的。”
“当然,缺点也很明显:可控核聚变的反应要求极高,需要达到上亿K级的高温!因此,对其他方面,尤其是材料的要求也特别的高,这就导致了,在目前来说,世界上还没有成熟的聚变反应堆,更别谈大规模商业化了。这一点,我相信李元武老先生最有体会,在座的各位多多少少也是清楚的……”
什么叫李元武老先生最有体会!
主席台下,李元武院士鼻子都快气炸了,
这小子,真是越看越可恶,越看越令人生厌!
只不过,稍微冷静下来后,他也清楚,刘峰说得是事实。
和可控核裂变比起来,可控核聚变那真就是复杂得多了!
先说说历史上可控核聚变碰到的难题:
首先是温度这道难关,一直都没有解决。
因为氘核是带电的,由于库仑力的存在,很难把它们凑一块儿,而核聚变主要是靠强核力,但核子之间的距离必须小于10fm时才会有核力的作用。
可是要将核子凑那么近,必须要极高的温度(也就是粒子的动能)来克服库仑力;所需温度的理论值是5亿6千万K,后来修正为了1亿K左右(因为之前主要是用平均动能来算的,而实际上很多粒子的动能大于平均动能),然而,即便是1亿K,那也不是那么好玩的!
第一,有什么材质的容器能顶得住1亿K?
第二,还不能使聚变材料降温,降温了就不能继续反应。
因此,从上世纪50年代,M国佬和欧洲佬那边便开始尝试和总结,到目前为止,总结出了几种可控核聚变方式:超声波核聚变、激光约束(惯性约束)核聚变、磁约束核聚变(托卡马克)。
而当前世界上最常用的装置,是托卡马克磁约束装置。
Tokamak来源于拉丁文的环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka),也就是利用磁约束来实现可控核聚变的环性容器。
而托卡马克磁约束装置目前的难题是:Q值,也就是输出功率与输入功率之比的提高。
因为Q值小于1的话,其实就是亏了,这种聚变将没有任何的经济效益,而如果想要Q值大,最简单的办法就是增加单次核聚变的材料,可这样的话,对能量吸收和控制装置的要求就高了。
目前来说,虽然他们已经把Q值做到了左右,但还有两个难题一直都没有解决。
首先是持续不间断地提供高温所需的能量。
Q值意味着:产出1
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