Re: [閒聊] 核融合比核分裂,發電運用要難幾倍?

作者: litcurler ( )   2022-08-20 22:13:46
※ 引述《Emerson158 (紅豆 X 八嘎 X 烏魯賽)》之銘言:
: 大家都知道,目前商轉的核電廠都是使用核分裂,核融合只存在例如 神鬼至"尊!" 之類的
: 電影中
: but! 動漫神奇的地方就是,像鋼彈這樣的作品也能空想出超小型核融合爐這種黑科技,
: 雖然多參了一個"米諾夫斯基例子"來協助,去圓它的運作原理
: 連種鋼都只有設定中子干擾器跟反中子干擾器,中子干擾調節器等等 還是圍繞在核分裂
: 那麼,核融合比核分裂,發電運用要難上幾倍呢?
你好 小弟目前在國際核融合能源研究中心當廉價勞工
就讓我試著回答這個問題吧 :)
我們研究所全名是 International Fusion Energy Research Center (IFERC)
這是ITER計畫中的一個子計畫,
用意是打造一個能夠支援法國ITER遠端實驗、承接ITER的商用示範爐開發
以及協助各參與成員國自家實驗爐研發的研究中樞。
由於ITER這個階段性目標已經達成、
現階段我們將目標放在獲取候選材料在建設商用示範爐中所必須的實驗數據
這些數據將用來制定實際建廠以及運轉時所需要的工程規範
核融合爐目前的挑戰之一在於裝承高溫電漿的真空容器、偏濾器(divertor)
以及讓燃料達成自給自足的breeding module和相關組件的使用壽命
尤其是前兩者,由於會直接和高溫電漿接觸所以難度是最高的。
候選材料如低放射化鋼、鎢、銅鉻鋯等合金都尚未能完全滿足模擬結果所需要的條件
從歷史來看、這些候選材料都是從1980年代就開始研發、
目前才改良到可以應用於ITER的程度。
是的,模擬是模擬但工程是另一個議題,所以改良之路還相當漫長
由於是專門為了核融合所特化的材料因此沒有前例可循
至於breeding module部分,概念上是利用電漿中的中子撞擊鈹和鋰等以倍增氘氚
鈹化合物和鋰化合物小球又會填充在真空容器當中
所以挑戰在於和低放射化鋼的相容性、以及如何把氘氚取出來的工程問題
這部分的開發計畫統稱為Testing Blanket Module (TBM)計畫
這邊所規劃的實驗藍圖是2030到2040年
這是核融合爐獨一無二的設計所以難度無法量化 XDD
至於如何應用核融合反應所產生的熱能
其實還是回歸到燒開水這條路、差別只是在如何把熱能傳遞到水這邊而已。
歐盟選擇鉛鉍冷卻而日本選擇了輕水冷卻,也有國家選擇融鹽。
這邊的發電系統和現行的壓水式爐子很接近 (就是台灣核三廠的設計)
鉛鉍、融鹽爐的概念設計早在70年代的美國跟歐盟都有研究過惹
所以難度相對沒那麼高
下一個挑戰是能量淨輸出,也就是最常聽到的Q值
(定義為 系統輸出能量/輸入能量 的比例)
ITER的目標是Q>10、而商用示範爐目前的定義是Q>20
ITER目前正在拚2025年前完工並且點火
希望這些資訊對你有幫助 :)
作者: abechang (bear)   2022-08-20 22:14:00
沒錯,跟我想的一樣(X
作者: Xpwa563704ju (coolcookies)   2022-08-20 22:17:00
雖然不懂但是推就對了沒錯吧
作者: bluerain0958 (鬱雨)   2022-08-20 22:17:00
認真問 是不是技術已經可行了 往商業化邁進?
作者: kaj1983   2022-08-20 22:18:00
看來有生之年是不會用到核融合發的電了
作者: bye2007 ( )   2022-08-20 22:19:00
加油!
作者: labbat (labbat)   2022-08-20 22:21:00
常聽到耐極端高溫的合金技術,反而不太會提低溫核融合技術利用磁力懸空終究只是削弱高溫的傷害
作者: mucorn (MU)   2022-08-20 22:22:00
ptt真的一堆神人
作者: Deparic (鹼性石方)   2022-08-20 22:22:00
目前新創界很多邪門歪道,有可能突破材料瓶頸嗎?
作者: Todou5566 (五六)   2022-08-20 22:24:00
可以列一個世界各單位的Q值結果對上時間的分佈圖嗎?這樣大家可以更簡單了解這數十年的進展
作者: spfy (spfy)   2022-08-20 22:25:00
喔喔 跟我想的...
作者: inte629l   2022-08-20 22:27:00
作者: abadjoke (asyourlife)   2022-08-20 22:30:00
所謂人類文明的演進就是用各種不同的方式燒開水
作者: gn01102368 (嗶啵~嗶啵~)   2022-08-20 22:30:00
我以為這裡是西洽...... 原來......欸?
作者: sorochis (ㄇㄚˇ ㄨㄟˇ ㄎㄨㄥˋ)   2022-08-20 22:31:00
我想得比較單純,本以為Q只要大於1就有展示的價值,但你們單位的目標居然是10這應該已經是商用得規範了吧,遠超過展示用
作者: zwxyzxxx (小右)   2022-08-20 22:32:00
看不懂 純推
作者: Emerson158 (紅豆 X 八嘎 X 烏魯賽)   2022-08-20 22:32:00
好!跟窩想得一樣(低頭) (抬頭)2025樂觀嗎?
作者: yccm (又是這個問題)   2022-08-20 22:33:00
這裡是西恰,不是研究俱樂部
作者: spfy (spfy)   2022-08-20 22:33:00
>1只是研究上有意義吧 真的要商轉有一堆其他的考量
作者: wl00533180 (鰹魚露)   2022-08-20 22:34:00
跟我想的一樣
作者: jk189 (掃地憎-法號兩津)   2022-08-20 22:35:00
光是容器的材料技術就是一個難關了吧,要普及商業化就得把材料技術成本壓低
作者: sorochis (ㄇㄚˇ ㄨㄟˇ ㄎㄨㄥˋ)   2022-08-20 22:35:00
樓上上,但她們單位不是商轉等級,定的卻不低啊
作者: NagiYan (女僕丸)   2022-08-20 22:36:00
2025應該做的比兩兆風電還快吧
作者: owen91 (路人)   2022-08-20 22:36:00
不好意思你說Testing Blanket Module (TBM)計畫 部分的進度可能要2030-2040 ,那2025年如何運行?
作者: Bugquan (靠近邊緣)   2022-08-20 22:36:00
我比較好奇你是讀什麼科的?物理?核工?
作者: jk189 (掃地憎-法號兩津)   2022-08-20 22:38:00
我記得日本之前也有選融鹽式,後來也有中子爐
作者: BANDITCS (怪盜狂史)   2022-08-20 22:38:00
商用沒那麽簡單,考量點不一樣,更別說licensing層面...
作者: sifa1024 (うた)   2022-08-20 22:39:00
推 希望核融合測試能在預定時間完成不過想請教一個問題核融合所需要的溫度非常高那大概需要多少能源才能夠啟用
作者: CATALYST0001 (      )   2022-08-20 22:41:00
現在原料是用氫跟氘嗎???
作者: LiNcUtT (典)   2022-08-20 22:44:00
期待物理學精金出現XD
作者: Lucas0806 (蒙面人)   2022-08-20 22:49:00
我還真難想像有什麼人造材料能抵抗上億度的電漿
作者: whiteegg (只是一顆蛋)   2022-08-20 22:49:00
認真覺得 只要再來一次世界大戰 核融和技術一定會有飛越性的突破
作者: TeamFrotress (Heavy is Dead)   2022-08-20 22:50:00
西洽大學原子能研究所教授暨所長
作者: Bugquan (靠近邊緣)   2022-08-20 22:51:00
世界大戰,美國打其它國都嘛屌打,除非中俄聯手作亂吧
作者: iwilltry (tryit)   2022-08-20 22:54:00
作者: JingPingKing (金平王)   2022-08-20 22:54:00
跟我....算了
作者: luvstarrysky (愛戀星空1)   2022-08-20 22:54:00
商轉30年內都別想了
作者: roger2623900 (whitecrow)   2022-08-20 22:55:00
說的沒錯 跟我想的一樣
作者: labbat (labbat)   2022-08-20 23:01:00
冷戰地緣政治再度興起,怎麼不是美國向俄國投降咧
作者: reaturn (廿年後回頭看台灣)   2022-08-20 23:01:00
中國一直放消息說成功,科科
作者: a20350567 (a20350567)   2022-08-20 23:02:00
好奇問一下 以你的觀點來說 你認為台灣的核能發電如何
作者: wqa870314 (Feibyzz)   2022-08-20 23:02:00
沒錯 跟我想到一...
作者: jasonwung (路人JJ)   2022-08-20 23:09:00
作者: sifa1024 (うた)   2022-08-20 23:09:00
感謝回答!
作者: Thide (Thide)   2022-08-20 23:15:00
原來中文也能讓人完全看不懂
作者: orze04 (orz)   2022-08-20 23:15:00
拘束磁場每分每秒都在變 沒控制好就是讓電漿打到爐壁上
作者: starsheep013 (星絨綿羊)   2022-08-20 23:16:00
趕快推一下不然被發現我看不懂
作者: Yanrei (大小姐萬歲!)   2022-08-20 23:16:00
好奇想問一下,中國那邊是真的有像他們宣傳的那麼領先世界嗎?XD
作者: orze04 (orz)   2022-08-20 23:16:00
低溫核融合要超高壓力 內爆/雷射/磁力/重力
作者: lanjack (傳說中的草食熊)   2022-08-20 23:16:00
先推一下以免人家以為我不懂
作者: kenny881031 (我是誰不干你的事)   2022-08-20 23:18:00
我文組 請問這是綠能你不能嗎
作者: probsk (紅墨水)   2022-08-20 23:18:00
托卡馬克式Q>10沒什麼問題吧 問題是無法長時間維持
作者: weebeer626 (Weber)   2022-08-20 23:19:00
好厲害
作者: orze04 (orz)   2022-08-20 23:19:00
雷射就NIF,和托克瑪克完全不同的另一套系統
作者: BANDITCS (怪盜狂史)   2022-08-20 23:19:00
我倒是比較好奇crystal confinment fusion..cold fusion
作者: diablo81321 (流月城七殺提督)   2022-08-20 23:20:00
簡單說 就是發出能量沒問題 但沒外殼之類的能用嗎
作者: BANDITCS (怪盜狂史)   2022-08-20 23:20:00
還是有一批人在發展當初cold fusion背後的理論,看起來好像可行,但是想一想應該沒辦法維持...當大量反應之下熱量會讓原子間隙增加...反應的機率會下降吧...核分裂物理相較簡單多了,只要控制中子分布就行了XD然後我上面說的licensing,就算是現在正熱門的SMR,挑戰
作者: XFarter (劈哩啪啦碰碰碰)   2022-08-20 23:24:00
外行人推 所以想冒昧請問,ITER 以及相關計畫現在的最大的問題點在如何開發 / 找到一個新的材料嗎?
作者: vincecarterx (超複雜)   2022-08-20 23:24:00
作者: BANDITCS (怪盜狂史)   2022-08-20 23:25:00
還是很大,畢竟目前的regulation都是基於輕水,要如何調整至不同類型的反應器,主管機關需要跟廠家來往調整更別說是核融合,機制完全不同的反應器了然後推學長XD
作者: sumarai (Pawn)   2022-08-20 23:31:00
真的很厲害
作者: xfaw4d35t   2022-08-20 23:31:00
文組:爆炸怎麼辦
作者: BANDITCS (怪盜狂史)   2022-08-20 23:35:00
簡單來說就是要維持連鎖反應,像核分裂很簡單只要中子夠就可以維持反應(分裂反應會產出更多中子),核融合是要讓
作者: ponponbear (科莫德熊)   2022-08-20 23:36:00
趕快推文 雖然我好像看得懂XD 推大大神人
作者: BANDITCS (怪盜狂史)   2022-08-20 23:36:00
原子距離夠近克服庫倫屏障...這方面概念上就不太一樣
作者: sifa1024 (うた)   2022-08-20 23:38:00
核融合連鎖反應,光用想的就覺得困難XD
作者: harryzx0 (DMD_LIFE)   2022-08-20 23:40:00
我突然不懂中文了
作者: Nighty7222 (霞菊的美食家)   2022-08-20 23:40:00
這種東西穩定性太差跟炸彈沒兩樣。
作者: rayisgreat (竹楓嵐雪)   2022-08-20 23:41:00
推 優文
作者: Nighty7222 (霞菊的美食家)   2022-08-20 23:42:00
十幾年前就聽說要用磁力控制了。現在都幾歲了還是生不出來
作者: qize1428 (倫)   2022-08-20 23:42:00
我只想問你覺得100年內有機會成功嗎?
作者: chigo520 (CHIGO)   2022-08-20 23:42:00
C洽真的臥虎藏龍
作者: BANDITCS (怪盜狂史)   2022-08-20 23:43:00
我老師就學的時候,她的老師就說再50年可以商轉,我老師現在快70歲,她也是跟我們說再50年,拭目以待XD
作者: sifa1024 (うた)   2022-08-20 23:46:00
B大我是覺得您可以用回文的方式您的觀點可以被更多人看到XD不過這個能源算是目前最有希望的“綠能”了
作者: speed7022 (Speed7022)   2022-08-20 23:48:00
核融合能像炸彈一樣爆炸研究起來搞不好還比較輕鬆
作者: sifa1024 (うた)   2022-08-20 23:49:00
7年前剛看到這個新技術時我也不相信人類可以把溫度搞到這麼高現在也是被狠狠打臉了XD
作者: max410286   2022-08-20 23:54:00
跟我想的差不多
作者: tomalex (托馬列克斯)   2022-08-20 23:55:00
(′・ω・‵) 想起SIMCITY的2050 不知道是否有
作者: Nighty7222 (霞菊的美食家)   2022-08-20 23:55:00
也是。炸彈反而比較好控制。比喻不恰當
作者: rogerliu123 (奈特)   2022-08-20 23:56:00
說的太對了 嗯?
作者: jk189 (掃地憎-法號兩津)   2022-08-21 00:00:00
那些擁核大國都有做過氫彈,所以炸彈不是沒有做過
作者: melzard (如理實見)   2022-08-21 00:00:00
推推
作者: EMANON231 (荷莉葉特)   2022-08-21 00:01:00
大師
作者: Nighty7222 (霞菊的美食家)   2022-08-21 00:02:00
氫彈需要控制嗎。差很多好嗎….
作者: EXlikeim5 (上站新手)   2022-08-21 00:07:00
氫彈的點火裝置就是目前就是用原子彈 所以基本上只是原子彈外面再包一層氘化鋰 構造簡單的很 當然不一樣啊XD
作者: BANDITCS (怪盜狂史)   2022-08-21 00:07:00
我對核融合是真的拭目以待,非我專長我無法評論太多,但概念機到商轉是一個很長的過程,尤其現在規定又比50 60嚴格許多...過去50、60年代可是有辦法蓋一個實驗爐故意測試雙重破管、反應度事故,做一個實驗就廢爐的時代完全是現在無法想像的事情,從法規管制層面來說,是有挑
作者: tw15 (巴拉巴拉)   2022-08-21 00:10:00
作者: BANDITCS (怪盜狂史)   2022-08-21 00:11:00
戰,不過我對於技術上的突破倒是挺期待的
作者: Justisaac (灰色的天空)   2022-08-21 00:16:00
所以簡單來說 打一仗就會飛躍性突破XD跟新冠肺炎讓mRna疫苗直接上路差不多的概念
作者: sifa1024 (うた)   2022-08-21 00:17:00
目前看起來是非常有希望希望能在有生之年看到商轉的那一刻
作者: UncleRed (戰你娘親)   2022-08-21 00:20:00
那個…一百年前人類就已經飛上天空了啊(認真)
作者: CaponeKal (CaponeKal)   2022-08-21 00:21:00
人類還沒想出比燒開水更有效率的轉電方式...就算核融合很成功好了 一次產生大量能量然後咧...下一步怎麼來的及轉換...
作者: BANDITCS (怪盜狂史)   2022-08-21 00:23:00
有阿...融鹽存熱現在很夯,Terrapower也在搞這個熱轉換損失不大
作者: cn5566 (西恩)   2022-08-21 00:28:00
原po應該是想說飛上太空啦 打錯字
作者: mc3308321 (阿阿阿阿)   2022-08-21 00:28:00
嗯嗯嗯...
作者: cn5566 (西恩)   2022-08-21 00:29:00
核融合有辦法像風光那樣用半吊子產品商轉嗎?如果可以的話我想中國一定會想辦法先搞出來吧?
作者: tso1408579 (Seluotier)   2022-08-21 00:34:00
不明覺厲
作者: Repulse   2022-08-21 00:38:00
作者: dragon8844 (阿威 口卡口卡)   2022-08-21 00:39:00
跟我想…不是 我連看都看不懂啊啊啊啊 我走錯了嗎
作者: LeonBolton (里昂波頓)   2022-08-21 00:41:00
現在是卡在能長久穩定的扛住破億度高溫,又能熱傳導燒開水的新材料嗎?
作者: caryamdtom (囧人不囧)   2022-08-21 00:42:00
ptt真的臥虎藏龍
作者: aq200aq (肉汁)   2022-08-21 00:43:00
嗯嗯嗯我也是這樣覺得
作者: g30f68 (楠詩嶠)   2022-08-21 00:44:00
沒錯 和我想到一樣
作者: alexqwer (alex)   2022-08-21 00:47:00
沒錯沒錯就是這樣
作者: Hsieh455125 (Hsieh455125)   2022-08-21 00:54:00
有神快拜
作者: light1945   2022-08-21 00:56:00
作者: linja (阿咪)   2022-08-21 00:59:00
請問成功商轉的話核融合算是綠能嗎
作者: starwillow (In my life)   2022-08-21 01:05:00
西洽真的臥虎藏龍耶厲害
作者: BANDITCS (怪盜狂史)   2022-08-21 01:09:00
現在核分裂發電已經被歐盟列為綠能了,沒理由核融合不算
作者: sifa1024 (うた)   2022-08-21 01:13:00
有些核融合還是會出現核廢料但周期比核分裂出來的還要短的多
作者: eyb602 (幻忽飄隱)   2022-08-21 01:24:00
現在不只是要扛住上億度高溫 連要維持這個高溫都很難
作者: inte629l   2022-08-21 01:28:00
看到德國那個stellarator 那螺旋對稱環磁構造好帥
作者: YellowTiger (YellowTiger)   2022-08-21 01:32:00
感謝 這個資訊對我來說很有幫助有神快拜
作者: jk189 (掃地憎-法號兩津)   2022-08-21 01:37:00
那個真空容器材料只能期待外星科技了吧,現階段的治金科技還有很多技術需要突破
作者: tiger870316 (Chien)   2022-08-21 01:41:00
沒錯我也是那麼想的
作者: ccs100203 (ccs100203)   2022-08-21 01:44:00
看不懂:(
作者: jk189 (掃地憎-法號兩津)   2022-08-21 01:46:00
其實用最簡單的說法就是用目前人類所有的科技去製造一個超小型恆星(可控太陽)
作者: rickphyman42 (neutrino)   2022-08-21 01:56:00
大大太猛了吧
作者: j022015 ( ˊ ﹀ˋ)   2022-08-21 02:02:00
所以鍋子的材料已經處理的了了 只是實踐上需要時間
作者: b160160 (HG Life is Foo~~~)   2022-08-21 02:12:00
ptt 的專業回來了 就是要這種優文
作者: ilikekobe01 (Flower123)   2022-08-21 02:17:00
人類的外來就靠你們了
作者: orze04 (orz)   2022-08-21 02:29:00
法規問題一直都是最大阻礙醫學倫理限制了一堆人體實驗的進行
作者: thevoidfancy (揪娃水熊)   2022-08-21 02:57:00
請問要請幾個魔劣的魔法師才能達到Q>20
作者: tim19131 (業子)   2022-08-21 03:04:00
Dr.STONE早就告訴各位了,人類有無限可能,只是需要時間
作者: notneme159   2022-08-21 03:16:00
幫高調 專業
作者: michael1995y (allyoung)   2022-08-21 03:23:00
又出現一篇通篇中文可是我三小都看不懂的文了,我的智商在哭泣,只好推個專業了
作者: JoeyChen (I am Joey)   2022-08-21 03:39:00
感覺原po對核融合發電的發展很樂觀耶
作者: bitcch (必可取)   2022-08-21 03:52:00
人類的未來就靠你們了
作者: doomsday0728 (朝霧竹炭水)   2022-08-21 04:09:00
我只知道融鹽用在光電儲能
作者: lavendin82 (腰不好)   2022-08-21 04:14:00
跟我想的........抱歉我都在放空
作者: karta2032150 (Caster)   2022-08-21 04:19:00
果然PTT是個學術論壇
作者: kuwawa (庫瓦瓦)   2022-08-21 04:32:00
人類的希望,真正的菁英,你比臉書那些年薪百萬美金的工程師偉大多了
作者: CNCl (氯化氰)   2022-08-21 04:44:00
太神啦 最近沒什麼時間關心能源 感謝新資訊
作者: s8018572 (好想睡覺)   2022-08-21 05:23:00
wtf 這也釣的到
作者: zero95154 (壞壞牌x)   2022-08-21 05:25:00
果然是學術論壇
作者: s8018572 (好想睡覺)   2022-08-21 05:26:00
吐槽一下你的推文回文 100年前是1922 那時候已經有飛機了
作者: ikaros35 (墮落的ikaros)   2022-08-21 05:33:00
PTT各種臥虎藏龍
作者: v2266514 (阿龍)   2022-08-21 05:50:00
見識到我不了解世界的一角,感謝說明
作者: l2022134679 (BlackBall)   2022-08-21 06:05:00
嗯!嗯?嗯!
作者: powerup (東刀輪一流)   2022-08-21 06:06:00
專業看不懂推!!
作者: foxvera (黃阿瓜)   2022-08-21 06:15:00
聽不懂您在講什麼,不過希望您們繼續努力造福人類和環境,加油!
作者: Freeven (夏舞楓)   2022-08-21 06:50:00
我看不懂,但我大受震撼
作者: vulpuff (不減反增)   2022-08-21 07:03:00
我就是這樣想的
作者: hsiliang (小錫亮)   2022-08-21 07:07:00
把核融合變成炸彈就是氫彈啊,氫彈就是核融合啊
作者: sake790620 (Aya)   2022-08-21 07:08:00
?????哦跟我想的一樣
作者: fth862 (Kilo)   2022-08-21 07:14:00
都是中文 拼在一起沒一句能看懂
作者: ibad5566   2022-08-21 08:02:00
the power of sun
作者: wate5566 (_(:3」∠)_)   2022-08-21 08:28:00
長知識了
作者: mingshin1235 (TJC-neko)   2022-08-21 08:34:00
西洽 OK
作者: waree (白熊)   2022-08-21 08:59:00
請問貴單位人數有多少..ACG點就是..用Z合金解決(誤)
作者: thegiver210 (大良造白起)   2022-08-21 09:10:00
我看不懂,但跟我想的一樣
作者: ryanmulee (ryanmulee)   2022-08-21 09:12:00
嗯,我也是這麼覺得
作者: timke (小袁)   2022-08-21 09:15:00
這裡是核能俱樂部,不是群聊 咦?
作者: sxing6326 (話題終結者)   2022-08-21 09:31:00
反正核融合結尾永遠是再五十年後就有希望了,跟五十年前講的完全一樣
作者: monkey0135 (HappyThompson)   2022-08-21 09:46:00
作者: crazylin924 (獅子丸)   2022-08-21 09:54:00
人類文明就是用不同的方式燒開水XDDD這句話笑死

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