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陕西搭建商用可控核聚变堆装置,什么是商业聚变?核聚变发电要实现了吗?
   https://www.fobmy.com 2024-03-08 12:12:32 来源:网络
核心提示:但是,这件事实际上存在很多问题。 其实就是社会资本的运作逻辑和科学研究的逻辑如何融合的问题。 一旦进行融合,收益是巨大的,但客观上存在很多技术问题,不可能很快实现。 虽然由于经济环境的原因,社会资本可能会在一段时间内参与聚变研究,但考虑到聚

但是,这件事实际上存在很多问题。 其实就是社会资本的运作逻辑和科学研究的逻辑如何融合的问题。 一旦进行融合,收益是巨大的,但客观上存在很多技术问题,不可能很快实现。 虽然由于经济环境的原因,社会资本可能会在一段时间内参与聚变研究,但考虑到聚变发电离赚钱还有很长一段时间,很难期待这些社会资本参与到聚变研究中来。 资本继续投资于最终发电。 直到。 这里需要的是一个比较完善的社会资本反馈机制,才能真正实现聚变发电。 事实上,在社会资本的推动下,已经出现了一些比较重要的成果,比如托卡马克能源制造的ST40,被认为是球托卡马克研究的一大进步。 但客观地说,未来距离真正的发电还有10.8万公里可以赚钱。

为什么叫商业聚变,却不能发电,单纯从投资的角度来看,聚变是一个巨大的产业,一旦成功投产,瞬间就能期待数万亿美元。 而且这是实体的规模,不是股价的规模:按照目前核电成本估算,1GW电站总投资在百亿左右,规模 第一批可能超过万亿。 所以,即使我们前期还在处理技术问题,很多投资者愿意投上亿甚至上亿也是很正常的。 反过来看股价,正是因为对聚变行业未来的预期如此之大,一个关键问题上的技术突破,足以让公司股价大涨。 前期投入的数十亿,可以换取几项这样的技术突破。 只是值得。

从科研角度看,近几年经济形势不好,资金比较紧张。许多实验室无力升级设备。 之前听说585的很多设备从HL-2A上拆下来,搬到2020年新出线的HL-2M上。买一套新的设备太贵也是重要原因之一。 国家给的资金是钱,拉进来的VC也是钱; 虽然在论文发表时参数需要匆忙,但这更多是能量分配的问题。 还是做物理,还是有本质区别的,这样看,区别不大。

那么现在有什么新的技术突破吗,这一次,星环能量聚集集中在“聚变压缩启动”的概念上,其实就是磁重联加热。 磁重联在天体物理学和聚变中很常见,是将磁场能量直接转化为等离子体中粒子动能的过程我们不再赘述。  MAST之前做过一次磁重联加热实验,效果不错,但是由于磁重联的物理研究难度很大,对器件的要求也很高,所以没有太多后续。 这一次,我其实找到了一条比较成熟和有潜力的技术路线来做。 最后能不能点燃我就不说了太远了,在这个技术点上取得关键进展值得期待。

如前所述,最早的商业融合其实早在几十年前就已经存在。 比如,做场反演的TAE科技成立。 技术路线比较独特,但成绩还是可以的。 最近,英国的托卡马克能源和CFS等也表现不错。 相比之下,国内起步比较晚。 最早的是新奥的玄龙,几年前刚出院,然后今年,包括我们在内的一堆聚变创业。

当然,这也与国内聚变研究起步较晚,积累相对较少有关。 虽然近年来科研水平突飞猛进,但托卡马克技术积累不多,懂装置的人其实也很少(国内大型装置只有EAST和HL-2A/2M)  ,而且高校的中小装置比国外少很多,所以总体规模还是有差距的)。 对于聚变创业来说,搭建和操作设备的经验其实是相当重要的。 毕竟,在成熟的设备上进行科研是一回事,以商业公司的形式快速迭代新设备又是另一回事。

每个商业公司都有对外的“融合时间表”PPT。 一般来说,计划在20年内建成一座商业示范反应堆。  PPT内容相同,无一例外。  PPT。 不过考虑到每个参与聚变研究的国家——甚至是印度——基本上都有自己的DEMO时间表,所以计划的排放时间从2035年到2045年不等,实际上也是如此。 说实话,这样的PPT是万事大吉时的一种期待。 只有资金管理好,没有新的物理问题,才能实现。 真正的期望肯定要困难得多。 据说除了网上的一些三流编辑,很少有人会把这种PPT看得太重,保持一颗平常心就好。

我们实验室的项目刚刚落地,开始安装。  ppt上的节点今年出院。 现在组里做实验的同学,基本上都是在西安折腾这个装置。 陕西媒体在胡说八道。 虽然这些装置确实是在社会资本的参与下完成的,可以称为“商业”,但离一般认为可以卖电的商业用途还差得很远。 按照社会资本参与的标准,世界上最早的商业装置已经有几十年的历史了,国内最早的应该是廊坊新奥的轩龙50。 我请求这些编辑再读两本书。 最近,我的导演还在抱怨这件事。 估计是他发表的时候没有让他审稿。 我真的无语了。

在接下来的很长一段时间里,如何保持社会资本对聚变能源的热情才是真正重要的问题,可能需要经过相当多的磨合和冲突才能得到妥善解决。 老实说,社会资本和科研经费的标准肯定是不一样的。 如果取得了重要的成就,给予一些等价的奖励,比如股价上涨,也不算过分。  ,否则几十年后没有人会为了盈利预期花无限的钱。 不过,看到很多人对聚变创业的认知还停留在“短时间内无法实现,肯定是骗钱”的水平,只能说还有很长的路要走。

磁约束核聚变的基本原理

元素符号Yb。镱:原子序数70,原子量173.04,元素名来源于它的发现地。1878年马里尼亚克从铒土中分离出镱的氧化物,1907年于尔班和韦耳斯指出马里尼亚克分离出的是氧化镥和氧化镱的混合物。镱在地壳中的含量为0.000266%,主要存在于磷钇矿和黑稀金矿中,有7种天然同位素。

YB全称Yottabyte,是一种计算机数据大小的存储计量单位。

YB 强制性 中华人民共和国黑色冶金行业标准。

扩展资料:

1878年,由马里纳克(J.C.G.Marignac)首先分离出镱的化合物;1907年由乌尔班(G.Urbain)指出马里纳克分离出的镱是由镥和已知的镱两个元素组成的。

1842年莫桑德尔从钇土中分离出铒土和铽土后,不少化学家利用光谱分析鉴定,确定它们不是纯净的一种元素的氧化物,这就鼓励了化学家们继续去分离它们。

1878年瑞士化学家马里纳克从饵土中分离出一个新元素的氧化物,把这个新元素成为ytterbium,符号为Yb,我们翻译为镱。这一名称和钇、铒、铽的命名一样,都是来自首先发现了钇矿的瑞典的乙特比(Ytterby)小镇。

参考资料来源:百度百科——Yb

中国十大科技成果

根据氘氚聚变的反应截面计算,一团氘氚混合气体,需要达到10千电子伏(等于1.16×10开)以上的温度,氘、氚原子核才能得到足够高的速度来克服它们相互之间的静电排斥力而接近到有足够的几率穿透核势垒,发生聚变,从而释放出核内蕴藏的能量,并超过轫致辐射等能量损耗而提供能量增益。10千电子伏的温度为标准状态温度(273开)的42500倍。在这样的高温下,已经完全电离的氘氚等离子体,如果保持它原来作为气体在标准状态时的密度,则它的压强会达到170000大气压(由于每个氘氚气混合体分子电离成为两个原子核和两个自由电子,分别产生压力,因此得到4倍于未电离时的压强)。因此,除非是用高密度的向心聚爆(见惯性约束聚变)等尚在探索中的、高度困难的方法,人们只能指望在较稀薄的等离子体密度,例如10τ米中进行受控的氘氚热核聚变。即使这样,一般的容器也无法使用。因为,任何材料的容器壁都不可能承受这样的高温,而且器壁一和高温等离子体接触,受到等离子体内发出的高速粒子和辐射的强烈轰击,放出杂质进入等离子体,就会导致等离子体的冷却而使热核反应停熄。另一方面,在这样的高温稀薄等离子体内,原子核的平均自由程很长,原子核形成后立即四散飞行,穿出等离子体,两个原子核碰撞发生聚变的几率很小。在温度为10千电子伏的氘氚等离子体中,自由电子的运动速度平均约为4×10米/秒,氘核和氚核的速度平均约为6×10米/秒。根据带电粒子碰撞理论计算,在10τ米的密度中,这样速度的粒子,两次弹性碰撞(偏转90°)之间的平均自由程约为10米。就是说,氘氚聚变等离子体的大小尺度需要达到10米,即10公里,粒子之间才有足够的互相碰撞的机会。即使在这么大的等离子体中,由于聚变反应的截面(10厘米)比带电粒子互相碰撞的截面(10厘米还要小很多,发生聚变的几率还是太小,不足以取得有实用意义的聚变功率。

换一个估算方法。在尺度为10米这么巨大的,密度10τ米、温度10千电子伏的氘氚等离子体中,按等离子体的大小和粒子自由飞行的速度计算,一个自由电子在它里面停留的时间,平均仅为0.03秒,远小于受控热核聚变基本条件所要求的1秒聚变发生的能量大部分都会被自由电子带走而损失掉。

总起来看,尺度为1000公里的超高温稀薄氘氚等离子体,过于庞大,不可能期待它成为经济上有利的能源。必须寻求一个办法,把热核聚变等离子体缩小,使制取聚变能的机器设备不致于过分巨大。现在,依靠磁场对等离子体的约束作用使热核聚变等离子体的体积几个数量级地缩小的方法,经过多年的研究,已经取得成效。磁约束是个复杂的过程。它的第一步,也是磁约束首要的作用,可以用处于均匀磁场中的等离子体的运动情况来说明。

图1表示一个放在磁场中的长圆柱形等离子体,磁场原来是均匀的,强度为Bo,磁力线平直而均匀分布,等离子体圆柱沿磁场Bo方向放置。组成等离子体的带电粒子的运动可以分解成两个分量,平行于磁场的速度分量为v〃,垂直于磁场的速度分量为v寑。按照法拉第电磁感应定律,带电粒子运动切割磁力线时,会受到电磁感应产生的洛伦兹力的作用,洛伦兹力的大小为qvBsinθ,方向和粒子速度v及粒子所在处的磁场B垂直,式中q是粒子所带的电荷,θ是v和B之间的夹角。对于粒子在平行方向的运动,θ=0,洛伦兹力为0,不受磁场的影响,因此粒子保持它原有的速度v〃沿磁力线方向运动。对于粒子在垂直方向的运动,θ=90°,洛伦兹力为qv寑B0,这个力使粒子在垂直于B0的平面上作圆形的回旋运动,作这一圆周运动所需的向心力mv嵟/r由洛伦兹力提供,即qv寑B0=mv嵟/r,式中m是粒子的质量,r是圆周的半径。由此可推得,粒子回旋运动的半径为r=mv寑/qB0。例如,磁场为1特斯拉时,能量10千电子伏的氘核或氚核,平均的回旋半径不到2厘米同样能量的自由电子,回旋半径才0.02厘米。平行运动和垂直运动叠加起来,在磁场中等离子体的带电粒子就好像串绕在一条一条磁力线上,沿着磁力线作半径微小的螺旋形运动,直到粒子之间的碰撞使它们离开各自原来串绕的磁力线。而这种碰撞,平均起来说,要等到一个粒子绕行的总距离达到一个平均自由程时,才会发生;而且,按照无规行走的统计规律,每碰撞一次,一个粒子平均地说也只偏离原来串绕的磁力线一个回旋半径的距离。以上就是磁约束等离子体的微观图像。

进一步考察可以看到,每一个作螺旋形运动的带电粒子,就是一个微小的螺旋形的电流。这个微小电流产生的磁场,无论是电子或离子,按法拉第电磁感应定律,基本上是和外加的感应磁场B0方向相反的,是一种抗磁性。这些单个粒子所形成的微小电流,叠加的结果,宏观地表现为,在圆柱表面上横向流动的电流I(图1)。这个表面电流产生的磁场BI把圆柱内部原有的磁场B0抵消一部分,结果圆柱内的磁场为Bi=B0-BI,圆柱外的磁场仍为B0。用磁场压强的概念,等离子体圆柱外的磁压强为B娿/2μ,圆柱内的磁压强为B/2μ,式中μ为磁导率。圆柱外的磁压强大于圆柱内的磁压强,超过的部分即可平衡圆柱内的等离子体压强p,对它起到约束的作用。当时,等离子体可以维持宏观的平衡,既不扩张又不被压缩。

由此就可得到一种利用磁场约束等离子体的、理想化的设备。这是一个很长的圆筒形的真空室,内充稀薄的氘氚气体;外面绕上导线所成的直螺线管,真空室内产生磁场来约束其中产生的等离子体。宏观地看,等离子体平常没有磁性,但一旦加上磁场时,等离子体中的带电粒子运动就发生变化,形成如上所述的粒子回旋运动,产生抗磁性,表现为磁性等离子体──一种抗磁性流体物质,从而被外磁场所约束。

按照磁场中粒子横越磁力线扩散的理论计算,圆筒形真空室中等离子体圆柱的直径不必大于1米,比不用磁场时,按热核等离子体中粒子自由飞行的情况所需的10米,缩小到10倍。这就是用磁场约束热核聚变等离子体的主要优点。但这种约束作用,只表现在垂直于磁场的方向;在平行于磁场的方向,等离子体仍没有得到约束,圆筒真空室仍需长达10米。等离子体沿圆筒真空室两端逸出损失,成为需要进一步研究解决的问题。

一、中国高铁

在应用技术领域,高铁飞机等大型项目一直以来都是彰显一个国家的科技技术实力的体现,因为复杂而且庞大的结构会带来很多技术阻碍,也难以被复制或短时间突破,随着我国铁路持续加大科技创新投入、创新人才培养力度,加快关键技术产品研发和创新成果推广应用,科技创新引领作用日益凸显。

二、超级钢技术

超级钢它是使用五倍以上的压力进行压轧,然后迅速冷却、控制温度才能制成。这种钢的结构组织非常细腻,仅有1微米,是一般钢铁的1/10到1/20,但是强度超高,韧性十足。

三、激光制造技术

激光直接制造技术是20世纪90年代在快速成形技术的基础上,通过激光熔覆技术发展起来的一种无模型快速制造技术。这一技术早在2000年前后就有中航的技术团队开始进行研发。目前中国已具备使用激光成型制造超过12平方米的复合钛构件的技术和能力。

四、纯镁体内植入物

我国第一个获得临床批件的可降解镁基金属医疗器械产品,也是全球第一例纯镁III类植入物。这意味着我国在该领域中的产品临床转化获得突破性进展。

五、人造太阳

“人造太阳”一般是指“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”。ITER装置是能够产生大规模核聚变反应的“超导托卡马克”,也就是人们经常说的“人造太阳”,是由美国、欧盟、俄罗斯、中国、韩国、日本、印度所共同合作的项目,中国负责国际热核聚变实验堆中一些项目。

六、量子通信,全球至上

量子通信,是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通信方式。与传统的通信方式相比,量子通信具有容量大、速度快和保密性好的特点。量子通信具有高效率和绝对安全等特点,是此刻国际量子物理和信息科学的研究热点。

七 、3D打印技术,后来居上

3D打印颠覆了传统生产加工模式,是当下十分热门的新兴技术,3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

八、液态金属技术

液态金属,顾名思义,就是一种不定型、可流动液体的金属,又称为非晶合金,主要就是以镓、铟作为基础材料,然后再配以其它的功能材料制成的金属合金。它的出现,被视为人类利用金属的第二次革命,在航空航天、精密机械、消费电子、医疗、3D打印等众多领域有着广泛的应用前景。

九、特高压输电技术

目前,中国共制定特高压输电国际标准14项、国家标准50项、行业标准73项、企业标准189项,全世界都在使用中国的这一套标准。

十、杂交水稻技术

杂交水稻的成功推广应用是世界作物科学与技术的重大突破,丰富了作物杂种优势理论和种子繁育学内容,促进了作物遗传育种学科的发展,不仅为其他作物杂种优势的利用提供了新方法,而且为中国乃至世界粮食安全提供了重要技术保障。

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