核聚變技術難點與解決辦法可控核聚變的實現難點是什麼?

2021-03-07 02:47:05 字數 5853 閱讀 6251

1樓:匿名使用者

核聚變要比核裂變複雜、困難得多。

而可控核聚變又要比製造氫彈難得多。

先說一下歷史上可控核聚變碰到的難題:

主要是溫度。因為氘核是帶電的,由於庫侖力的存在,很難把它們湊一塊兒,而聚變主要靠強核力,但是核子之間的距離小於10fm時才會有核力的作用。

要湊那麼近,肯定需要極高的溫度(粒子動能)來克服庫侖力。所需溫度的理論值是5億6千萬k,但後來修正為1億k左右,因為之前主要是用平均動能來算的,而實際上很多粒子的動能大於平均動能。

可1億k也不是好玩的,有什麼材質的容器能頂得住1億k啊?況且還不能使聚變材料降溫。

上世紀50年代,美國佬跟歐洲佬先開始嘗試和總結。目前我們使用的幾種可控核聚變方式:超聲波核聚變、雷射約束(慣性約束)核聚變、磁約束核聚變(托卡馬克)。

目前世界上最常用就是托卡馬克磁約束裝置,tokamak**於拉丁文的環形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka),就是利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。

至於這個裝置具體怎麼做,以後再聊。

目前的難題:q值(輸出功率與輸入功率之比)的提高。因為q值小於1的話,其實就是虧了,這種聚變將沒有任何經濟效益。

而如果想要q值大,最簡單的辦法就是增加單次核聚變的材料,可這樣的話,對能量吸收和控制裝置的要求就高了。目前估計各大國已經把q值做到1.5以上了。

還有兩個難題,這是目前各國都還沒有解決的。

1、就是持續不間斷地提供高溫所需的能量。q值1.5意味著:

產出150噸tnt當量的能量,就要投入100噸tnt當量的能量,而且還是持續的!就像大片裡的那樣:一台科幻裝置一開動,整個城市的燈都滅了。

2、即使能夠持續供電。但你投入的是1個電,而它產生的卻是1.5的熱及輻射等。而如果把它轉化成電的話,如果轉化率小於66%的話,還是虧了。目前全球在這一技術上還沒有突破。

另外,2023年9月28日,中國耗時8年、耗資2億元人民幣自主設計、自主建造而成的新一代熱核聚變裝置east(ht-7u超導托卡馬克)首次成功完成放電實驗,獲得電流200千安、時間接近3秒的高溫等離子體放電。

2樓:伊凡公爵

現狀:1.可以實現,但維持時間短

2.可以實現,但高投入,低產出,投入產出比嚴重偏低

可控核聚變的實現難點是什麼?

3樓:小小乙個小明

其實,可控核聚變,就是我們常說的人造太陽了。說實在的,核聚變比核裂變清潔。因為核聚變是兩個氫原子,變成了氦原子,沒有產生什麼核廢料。

只不過,用來核聚變的氘氚,要收集的話,比較麻煩。而且,自然界中沒有氚。所以,生產氚來製作核聚變的話,有點像是拿錢來換錢一樣。

要注意了,材料是最重要的,沒有材料,就很難實現。

4樓:匿名使用者

目前的問題很多也很棘手。乙個是可控,乙個是材料。因為聚變反應高達上億℃,沒有任何材料可以承受如此高溫,所以科學家們提出強磁場約束等離子體的理念。

然而目前的技術手段,缺乏長時間提供強大磁場約束的能力。目前的實驗堆只能維持不到兩分鐘。

也就是說,給人造太陽做的籠子還是不牢靠,這是最大的問題。

然後就是反應材料,雖然儲量豐富,但是開採很難。

如果要實現商用,反應堆必須做到足夠大的輸出功率,這個目前沒有任何經驗,誰都不知道會不會發生不可控事件比如核爆,黑洞等等問題。

5樓:於昌斌的

難點持強磁場,解決等離子體中的不穩定現象,材料耐輻射等。

聚變堆面臨的主要理論困難是很多種不穩定性的成因和物理解決辦法,不穩定性有很多種,每種都要搞清楚,現在大的不穩定應已經可以克服。但如果要商業執行,聚變堆必須做到很大,這就讓裡面的物理問題變得更複雜,所以這也是現在正在解決的方向之一。

6樓:匿名使用者

難點在於控制,可控核聚變的安全性穩定性還不是很可靠,所以人類可以造出來但是卻不能很好的控制

7樓:活寶

****請諮詢中國科學院 。哈哈

8樓:匿名使用者

當世界把托卡馬克裝置挪進鸚鵡螺,極端扭曲的殼腔時,糾集的托卡馬克解放了。

(π1)、磁s 極與n 極交心❤了。

等離子電流環感生電感效應導致制導磁能n 極越遷到大規模磁s 螺旋腔,在單向磁s的大規模螺旋另加磁n 極迴轉偏向結構_簡稱磁偏流結構。

π2、等離子體與中子緊束了。

等離子電流在托卡馬克裝置內螺旋磁應力下,產生的+-電場強度週期性波動與極度扭曲等離子流結構,仿星器技術旨在向內接近扭曲等離子電流,以解決中子能量輻射外散致第一壁,卻無意中阻擋了氦灰的有效排出,嚴重影響了等離子體的濃度與溫度保持,還有其精密磁控化設計,實時等離子電流的峰值波動資訊與外部磁控存在平衡的滯後性,不能自持聚變。而在本結構理論設計的標準參量模型下,等離子電流代替了托卡馬克的超導電流環籠,成為磁偏轉流結構體內的乙個開放型緊束的體系鏈,短程瞬時內就完成電與磁的飽和**換,中心磁「n」極與外環磁s極(在托卡馬克裝置下是磁島、磁面撕裂的難題)。

因極具能量的中子只能在核運動的路徑上,磁偏轉結構的不完全磁n 極平衡所需要相對量的大規模磁s極的消耗比例,而其所有餘量磁s來完成所需的週期性電場勢能強度,以促進保持+-離子空間相位角與單位時間內的能量交換強度。其中過程可理解為核作用力,「電與磁交換短程性,瞬時性,而與整個「托卡馬克虛化體」達成空間電荷相對的無關性,再則也可以保持中心磁n 極磁電感強度,以保持磁n 極在腔內的空間角度與磁緊束的張度的穩定性」,此過程性質與核作用力基本一致。

9樓:嗯啊哦了呵

聚變堆面臨的主要理論困難是很多種不穩定性的成因和物理解決辦法,不穩定性有很多種,每種都要搞清楚,現在大的不穩定應已經可以克服。但如果要商業執行,聚變堆必須做到很大,這就讓裡面的物理問題變得更複雜,所以這也是現在正在解決的方向之一。

10樓:匿名使用者

說實在的,核聚變比核裂變清潔。因為核聚變是兩個氫原子,變成了氦原子,沒有產生什麼核廢料。

只不過,用來核聚變的氘氚,要收集的話,比較麻煩。而且,自然界中沒有氚。所以,生產氚來製作核聚變的話,有點像是拿錢來換錢一樣。

要注意了,材料是最重要的,沒有材料,就很難實現。

11樓:匿名使用者

我想找著,乙個女人資訊,因她蒙頭。

核聚變發電的難點在哪?

12樓:匿名使用者

樓上回答文不對題。人家問的是核聚變,不是核裂變。沒有核廢料產生的。

核聚變的難點在於,地球上沒有相對應的能夠承受如此強大的壓力的物質讓物質產生核聚變。

第二個難點是就算核聚變產生如何控制其強度,如何收集其能量,如何讓其不間斷執行。

中國已有核聚變實驗堆,產生過持續超過1000秒核聚變放電。是時間上最先進的實驗堆。

13樓:中華淨土護生網

1樓沒明白聚變和裂變的不同,理論上純粹的核聚變是沒有核廢料產生的。

14樓:匿名使用者

當然是掌控核反應堆中核反應的程序和劇烈程度。此外還要能夠確保反應堆

中的核物質不發生意外洩漏,此外還要正確處理使用過的核燃料棒即乏燃料棒(現在的核材料利用率都很低的)。核廢料的處理是當今核能利用的一大難題。

15樓:督書肖明

樓答文題家問核聚變核裂變沒核廢料產

什麼是可控核聚變?實現它的難點是什麼

16樓:匿名使用者

能為人類發電的核聚變就是可控核聚變,其中,冷核聚變的難點是理論上有待突破,熱核聚變的難點則是技術上如何降低成本是乙個主要問題,後者理論上突破很多,但是,理論上突破之後,卻發現工程技術上的難點越來越大,裝置越大效果越好,越做越大無極限,ietr 實驗裝置是最大的並且在2023年可以完成實驗,很有可能在2050~2060實現第乙個熱核聚變發電。。。。

17樓:吾琦谷念露

狹義是地球上能發電的核聚變,難點是熱核聚變的約束,點火,冷核聚變則像常溫超導,似有似無,現在是沒有突破的可能性。性

人類可控核聚變難點在**? 50

18樓:匿名使用者

很難達到所需要的壓力和溫度,現有的材料無法承受聚變壓力和溫度

科學家用了幾十年的時間都沒有研究出受控核聚變,受控核聚變的技術難點到底在哪兒?

19樓:萬花筒

核聚變需要製造出,比太陽內部還高十倍的溫度,技術難度可想而知;目前可控核聚變是可以實現的,只是還無法達到商用條件。氫元素發生核聚變,需要氫原子在原子核尺度上發生碰撞,溫度和壓力越高,原子核碰撞的概率也就越大,所以核聚變一般都需要非常高的溫度。

太陽內部溫度高達1500萬度,壓力高達3000億個大氣壓,以人類目前的技術,根本無法製造如此高的壓力;那麼只能繼續提高溫度,來達到核聚變的條件,一般需要數億度的溫度,才能使氫原子發生聚變。要達到1億度並不簡單,氫彈**的瞬間,中心溫度可達2億度,但這是不可控的,氫彈本身就是用原子彈引爆,原子彈又存在臨界質量,所以要想實現可控核聚變只能另尋它路。

目前可控核聚變的實現,有兩種方式:超強雷射,利用超高功率的雷射聚焦,得到超高溫度,這個辦法的難點就是對雷射器要求非常高;目前人類實驗室的強雷射,使用一次後需要很長的時間間隔,才能產生第二次強雷射,要實現連續的可控核聚變還行不通。托卡馬克裝置,目前最有希望實現可控核聚變的技術,就是採用托卡馬克裝置,利用超導體產生超強磁場,束縛裝置內的高溫等離子體,從而實現連續的可控核聚變。

目前科學家已經能在實驗室,實現核聚變的能量輸出,但是還無法用於商用,預計未來50年內,有可能實現商用。托卡馬克裝置的啟動和執行,需要巨大的能量,甚至要使用一座核電站的功率,來支援一台托卡馬克裝置的啟動,目前實驗室已經實現q=輸出功率/輸入功率》1,這是可控核聚變技術中的乙個臨界點。

20樓:誰的的小果果

。氫元素發生核聚變,需要氫原子在原子核尺度上發生碰撞,溫度和壓力越高,原子核碰撞的概率也就越大

21樓:匿名使用者

難點在人為得去控制反應進行。

22樓:匿名使用者

應該是對於瞬間爆發出能量的控制

23樓:匿名使用者

可能是對於反應的控制程度達不到

24樓:匿名使用者

如果成功的話,它可能意味著化石燃料時代的終結

25樓:吹氣球小男孩

它可能意味著化石燃料時代的終結

26樓:崛起的男神

我們獲取能源的過程將和恆星內部發生的過程一模一樣。可以說,這是我們人類一直以來的乙個夢想。

27樓:匿名使用者

在人為的如何去控制啊,所以啊。

28樓:笙笙橙

可以說,這是我們人類一直以來的乙個夢想。

29樓:冰湖凝心

我們獲取能源的過程將和恆星內部發生的過程一模一樣。

核聚變技術難關為什麼至今還沒有攻破?

30樓:匿名使用者

主要有兩個技術難度,如何產生高溫(百萬度級別),如何維持這個高溫。

大家說說 如果某人能解決可控核聚變的技術問題, 但限制與個人經濟能力和材料製造工業的侷限?

31樓:托卡馬克仿星器

我挺你!應該先公bai布理du論,再公布

技術。應該上國外,比zhi如去美國專利

dao局,歐盟專利局申

版請專利。中國的學術科權研部門不作為,專利局也是。一定不能在中國申請專利!

在外國,如果你的可控核聚變技術真的可行的話,會有人或者國家部門願意投資的![一定要上外國去發表理論和技術,專利也要去外國申請!]如果有問題請追問

核聚變的原理是什麼?怎麼實現?現在有可控的或者不可控的核聚變嗎?有什麼應用

目前聚變好像無法控制,只能一下子全部釋放,所以只能用作 目前的應用就是氫彈,比原子彈的裂變能釋放更大的能量 可控核聚變 為什麼不能實現 不好意思,剛看到。我不是專業人士,可能也說不出專業全面的術語。我的理解是,目前控制核聚變用的是強磁場約束法,本身就需要耗費極大的能量。且控制和調節核聚變強度的手段和...

實現可控核聚變之後,中國是不是就不用從外國進口石油和天然氣了

目前來說,提煉苯 甲苯 二甲苯 乙烯等化工原料的合適 還是 可控核聚變只是能解決動力 發電等方面,和石油天然氣領域有交集但不是完全一致 人類實現了可控核聚變,真的就不需要石油了嗎?大部分情況應該是不需要了,因為核聚變產生的能量就夠我們用的了 石油不僅僅是作為燃料,化工行業也需要用到大量石油,塑料產品...

人類如果實現了可控核聚變,還有必要造戴森球嗎

數百年前,人類文明經過上萬年的努力發展,終於走進了科技發民的道路,而人類文明也公升級為科技文明。科技時代也是乙個能源時代,科技的快速發展離不開能源的快速發展。能源可是說在宇宙中無處不在,可是由於人類文明等級的限制,科技實力的限制,我們能夠利用的能源是非常有限的。在人類數百年的科技發展中,我們應用的能...