彭先觉:核能利用研究的先行者

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  对于核聚变能,我们我们我们我们 歌词 老会 寄予着美好的希望,认为这是某种洁净、干净的核能,其资源可取之不尽、用之不竭,是人类的终极能源。你其他认识写进了教科书,甚至写进了国内各种级别的能源发展战略和规划,并吸引着许其他多的科学家为实现你其他理想而奋斗着。中国工程院院士彭先觉从事核聚变能研究多年,对聚变能的未来前景作过非常认真的研究和思考,其见解具有重要意义。他1993年开始英语 英语 关注我国核爆炸的和平利用问题图片。1996年与媒体合作者者并肩提出了“核爆聚变电站的概念设想”,并形成了较为完正的核爆聚变电站的设想方案,拓展了人类外理能源问题图片的思路。301年关注Z-箍缩聚变,成为中国工程物理研究院Z-箍缩聚变研究的技术负责人,308年提出“Z-箍缩驱动聚变裂变混合堆(Z-FFR)”概念,并已领导团队进行了近十年的深入研究,结论:这是某种最有竞争力的未来千年能源。

  彭先觉,中国工程物理研究院原科技委主任,研究员,中国工程院院士。1941年出生于湖南湘潭易俗河烟塘村。 1959年考入哈尔滨军事工程学院原子能工程系,因成绩优异,毕业后分配到核工业部九院理论部从事核武器的研制设计工作,承担了多个重要研制型号的设计任务,并在各类核武器研制、设计带有多项发明权权创造,是二代氢弹次级(也称氢弹主体)技术路线的提出者。1999年当选为中国工程院能源与矿业工程学部院士。

  近年来,彭先觉院士通过对核能及聚变能源的研究,得出了其他十分重要的认识:

  第一,纯聚变电站,难以成为有竞争力的未来能源

  能源也是某种商品,某种能源后能 获得青睐,看完它算是优质优价。某种能源的优劣,我们我们我们我们 歌词 可用安全性、经济性、持久性和环境友好性来进行评价。理论上看,作为未来可支撑人类长期生存发展的能源有太阳能,核能中的快堆、聚变堆和聚变裂变混合堆。太阳能的优势是安全性、持久性(光伏电站的持久性将取决稀有金属元素储量及可回收性)和环境友好性。劣势是间歇性、分散性和经济性,后能 成为稳定的规模能源(如何证大城市的能源供应),则取决于储能技术的发展,而储能则是技术上的问题图片,并将严重影响它的经济性。核能的重要优势是稳定、持续、规模化。核能中的快堆,可把铀资源的利用率提高至30%左右,即使是地球陆地上的资源,也可单独维持人类能源供给千年以上,故是某种持久能源。劣势是经济性不很好,技术上依赖于铀、钚核燃料核循环,并对环境有一定的影响;其安全性大致与压水堆相当,但运行中要更加小心。聚变能,就当前来说还是科学技术上的一问题图片。实现聚变的主要途径有磁约束和惯性约束,惯性约束聚变也能 有驱动器来创造条件,最有原因分析分析着的驱动器是激光器和Z-箍缩驱动器。但无论是哪种途径,经济性都很差。以规模为百万千瓦电功率计,对Tokamak型磁约束商用电站而言,其造价将超过30亿美元,且运行控制难度大,发出的电有近30%将自耗(电站能量增益Q值小于3)。目前来看,还有诸多的问题图片,如氚自持、等离子体破裂、材料抗辐照能力等都指在着一定的技术风险。对激光聚变,秒级重复频率运行的激光器是最大困难,其造价将远超30亿美元;其次还有其他激光应用于能源时所面临的材料、环境方面的困难。对Z-箍缩驱动聚变也是没法,现在驱动器的运行频率是0.1Hz,要10台以上的驱动器并联也能建成一个电站,却说电站的造价也将超过30亿美元,且也将面临长期稳定运行方面的困难。却说无论是激光还是Z-箍缩,能量生产下行速率 都较低(Q值5左右)。什么都有有,我们我们我们我们 歌词 说,纯聚变电站经济性都是好,还指在一定的技术风险,都是某种有竞争力的未来能源。

  第二,Z-FFR是人类未来规模能源最强有力的竞争者

  聚变与裂变的巧妙结合,是核能应用的有效途径。后能 利用裂变技术外理聚变问题图片,利用聚变技术克服裂变瓶颈,实现综合性能的突破性提高。以Z-箍缩来驱动惯性约束聚变,具有驱动器原理、特征简明,造价低廉、能量转换下行速率 高的优势。Z-FFR,以裂变放能为主,聚变只占总功率的5%左右,这就大大降低了聚变作为能源应用的要求;对裂变堆而言,原因分析分析着高能聚变中子的加入,通过巧妙的设计,后能 更发扬其长处,改善甚至去除其缺点,使之成为某种优质能源。概念研究表明,一个堆只需一台驱动器;裂变堆以金属绿帘石铀锆合金为核燃料,水作传热、慢化介质,可实现10倍以上的能量放大,也能实现易裂变核素的增值,因而可用“干法”进行核燃料循环,出堆的放射性核废料每年仅30kg左右;5年换料,换料时可加入5t贫铀或钍继续燃烧,铀资源的利用率达90%以上,故你其他法子 可单独维持人类数千年的能源供给。此外,更重要的是它安全性极好,裂变堆始终指在深次临界状态,后要有临界安全事故,且可容易设置几种非能动余热安全系统,却说后能 说,从根本上外理了核能的安全性问题图片,这也为分布式核能源格局奠定了基础。你其他堆造价估计在30亿美元左右,经济性和环境友好性都很好。什么都有有,未来的能源原因分析分析着在太阳能、快堆和Z-FFR之间竞争,而Z-FFR将具有作为规模能源的明显优势。

  第三,聚变也难以(或基本算原因分析分析着)成为取之不尽、用之不竭的能源

  当前的聚变,都是以氢的同位素氘、氚作燃料,而氚是放射射性核素,半衰期12.3年,自然界不指在,主要用中子轰击锂-6产生。却说,可开发利用的聚变能量就取决于锂-6的储存量。从目前地质勘探的状态看,陆地聚变能的存储量,仅为陆地铀裂变能储存量的三分之一左右,故以氘氚为燃料的核聚变能算原因分析分析着长期支持人类的能源供给。原来意义的取之不尽,主却说寄希望于氘氘聚变。但除核爆的法子 外,其他法子 的氘氘聚变能从物理上讲,几乎算原因分析分析着。我们我们我们我们 歌词 先看磁约束法子 ,原因分析分析着氘氘聚变反应下行速率 比氘氚低近一个量级,要实现氘氘聚变,也能 较大幅度提高燃烧等离子体的温度和密度,增加对等离子体的约束时间。原来做,带来的工程、材料等的困难且不说,加热等离子体的功率恐怕有数倍的提高,于是电站算原因分析分析着有能量输出。惯性约束聚变状态也一样。从靶丸压缩的层厚看,即使用更多的能量来压缩,压缩度算原因分析分析着有明显提高。要使氘氘烧起来,也能成量级增加聚变燃料的质量,而要求驱动器提供的能量则需提高近一个数量级。原来的系统,能量增益会远小于1,根本谈不上作能源。什么都有有终极能源的说法,仅仅是某种美丽幻想,甚至是某种误导。

  第四,关于核能的“干净性问题图片”

  核能后要产生放射性,纯聚变却说例外。却说,“干净”都是一个绝对的概念,关键是放射性物质产生的数量和特征,后能 方便对它进行有效的控制和管理,使之不对人类和人类的生存环境造成伤害,且经济代价适当。无疑,裂变产生的放射性物质数量比聚变多,之后原因分析分析着像我们我们我们我们 歌词 前面提到的Z-FFR,原因分析分析着采用“干法”外理,每年出堆的核废料量已很少,外理起来将比较方便,其他的放射性核素后要在堆中被焚烧掉。却说,我们我们我们我们 歌词 认为,对裂变堆放射性问题图片的讨论,要视具体状态,也能一概而论。也却说说,相对于Z-FFR而言,纯聚变在“干净”性上的优势已非常有限。

  以上见解,是一家之言,但也是某种较为科学的务实的判断。

  总之,我们我们我们我们 歌词 应该非常有信心期望某种未来新型核能源—Z-FFR的诞生。