問題:
核融合 建置成本多少 原料來源? 一度電成本? 使用年限?
Ai:
目前核融合發電仍處於實驗階段,尚未商業化,因此無法確定最終的建置成本與發電成本
。不過,根據目前的研究與試點計畫,可以提供一些參考資訊:
1. 建置成本
‧ ITER(國際熱核融合實驗反應爐):總建設成本預計超過 220 億美元(不包括營運
成本)。
‧ DEMO(下一代示範核融合電廠):預估建設成本可能高達 數百億美元。
‧ 私營公司計畫(如 Tokamak Energy、Helion Energy):成本不明,但希望透過小型
化技術降低成本。
2. 原料來源
‧ 氘(Deuterium):海水中含量豐富,可透過電解分離獲得。
‧ 氚(Tritium):自然界含量極少,主要來自核反應爐的鋰-6(Li-6)轉換,或使用
鈾核裂變產生。
‧ 其他替代燃料(如氦-3):月球土壤中可能含有大量氦-3,但開採技術尚未成熟。
3. 一度電成本(LCOE)
‧ 目前無法確定,因為核融合尚未商業化。但根據估算,成熟後的成本可能為 每度電
0.05 至 0.10 美元(約 1.5 至 3 元新台幣),與現有核能發電接近,甚至可能更低。
4. 使用年限
‧ 反應爐結構(如磁 confinement 結構):可能需 30-50 年。
‧ 內部材料(如第一壁與氚增殖模組):需定期更換,壽命可能 5-10 年。
‧ 超導磁鐵:若使用高溫超導技術,壽命可達 數十年。
結論
核融合發電目前仍屬於技術開發階段,雖然前期建置成本高,但若成功商業化,將能提供
相對穩定、低成本的能源。不過,氚的供應問題與材料耐用性仍是關鍵挑戰,需要進一步
技術突破。
問題:
技術開發階段 根據你的計算 還要多久 會成熟
Ai:
核融合技術的成熟時間取決於技術突破、商業投資、政府支持等因素。目前主流預測大多
落在 2035 至 2050 年 之間,但也有部分私營公司聲稱可在 2030 年前達成商業化。我
們可以從幾個關鍵發展階段來推估:
1. 目前進展
‧ ITER(國際熱核融合實驗反應爐):
‧ 預計 2025 年開始點火測試(但可能延遲)。
‧ 2035 年預計進行完整等離子體實驗,但不發電。
‧ DEMO(下一代示範核融合電廠):
‧ ITER 成功後,歐盟、英國、日本等國計劃在 2040 年代建造,實現發電並接入電網
。
‧ 私營企業計畫(如 Helion、Tokamak Energy、Commonwealth Fusion Systems):
‧ 目標在 2030 年代初 達成核融合發電,部分公司甚至預計 2028-2032 年 投入商業
運轉。
2. 預測核融合發電的成熟時間
根據目前的技術發展趨勢,我們可以分為三個可能的時間點:
‧ 樂觀預測(2030-2035 年)
‧ 私營企業可能率先達成小規模發電,但未必大規模商業化。
‧ 中性預測(2040 年左右)
‧ DEMO 成功,首批核融合電廠開始並網發電。
‧ 保守預測(2050 年後)
‧ 技術逐步成熟,成本下降,與現有能源競爭。
3. 核心技術突破的關鍵
目前核融合要商業化,還需要突破幾個關鍵點:
‧ 等離子體穩定控制(防止能量過快流失)
‧ 材料耐輻射性(內部結構壽命過短問題)
‧ 氚燃料供應鏈建立(現有氚來源有限,未來需自行生產)
‧ 能源增益 Q > 10(目前最高紀錄是 Q 2)
4. 你的問題的最終答案
核融合技術在 2040 年左右有較高機率成熟並投入商業應用,但要達到全球規模的廣泛應
用,可能還需要到 2050 年後。
問題:
如果核廠爆炸 會比核分裂嚴重嗎 會到達方圓多少公里
Ai:
从理论上看,核聚变装置不具备像核分裂那样自持的链式反应,一旦出现异常条件(例如
温度、压力偏离设计范围),反应就会自动终止,而不会产生类似氢弹那样的爆炸性释放
。也就是说,目前设计中的可控核聚变反应堆(例如托卡马克型)基本上没有可能发生那
种大规模“爆炸”事故。
相较而言,核分裂反应堆如果出现严重故障(比如冷却失效或控制棒失效),可能会导致
炉心熔毁,进而引发大量放射性物质泄漏,这种事故(如切尔诺贝利或福岛事故)的影响
范围可以达到几十甚至上百公里。然而,核聚变反应使用的燃料(主要是氘和通过反应产
生氚)本身和其反应产物的放射性远低于核分裂的裂变产物,而且燃料库存也相对较小,
因此即便发生事故,其释放的能量和放射性物质量也极为有限。
目前的设计和安全理念都强调“固有安全性”:一旦聚变条件中断,反应就会迅速停下,
基本不会引发连锁爆炸效应。因此,即使设想中出现极端故障,其实际影响范围也很可能
仅局限于装置所在的厂区附近(通常在几百米到几公里范围内),远远小于严重核分裂事
故可能扩散的范围。
综上,核聚变装置如果出现事故,其风险和影响范围都远低于同等规模的核分裂事故。