如果人类真的实现可控核聚变,是不是意味着获得了取之不尽用之不竭的能源?
为了获得有益的能量输出,包括托卡马克在内的当前聚变技术已经取得了快速的进步,要求聚变产生的能量远远大于为聚变创造条件所消耗的能量,距离商业应用还有很长的路要走。聚变-裂变混合反应堆只要求聚变产生的能量几乎等于消耗的能量。因此,它对聚变的要求低于纯聚变反应堆,这是实现聚变能商业化应用的捷径。
所谓聚变-裂变混合反应堆是利用聚变反应产生的中子,在聚变反应室外的铀-238和钍-232包层中产生钚-239或铀-233等核燃料,同时释放裂变能。从能量获得和损失的角度来看,聚变-裂变混合反应堆将聚变能量乘以裂变,其值可以达到一个数量级。因此,只要聚变核接近或等于能量的增益和损耗,它就具有建造的意义。
在聚变反应堆中,有必要保持裂变的亚临界状态,但不能保持在亚临界状态。目前,一些大型托卡马克装置已经满足了混合堆聚变堆芯的要求,裂变是可以直接采用的成熟技术。混合反应堆降低了对材料的要求,是纯聚变反应堆的商业过渡反应堆类型。所谓核爆炸聚变电站就是利用聚变装置爆炸释放的能量发电,聚变装置的设计原理与氢弹基本相同。
由于核爆炸释放的能量是瞬时的、巨大的,如何将核爆炸产生的能量安全地转化为可用的热能和电能是非常困难的。在设想中的核电站中,核装置在一个巨大的洞穴中爆炸。爆炸前,液态金属钠被喷入洞内,爆炸时钠在爆炸装置周围形成一定分布,从而吸收大量爆炸能量。同时,可以有效降低爆炸冲击对爆破洞壁的作用强度。爆炸后,加热的钠从孔中抽出,与电站的第二回路形成热交换,从而发电。
2024-11-25 广告