如果核聚变成功了,一度电几毛钱?会产生什么影响?

发布网友发布时间：2022-04-23 13:41

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热心网友时间：2023-07-05 19:30

核聚变的成功和石油耗尽一样，永远都有五十年，从上世纪五十年代核聚变的鼻祖托卡马克装置开始到现在为止，已经过去了将近七十年，但聚集了全世界顶尖科学家的ITER仍然还未能商业化运行，似乎还需要有下一个五十年出现！

为什么核聚变那么难实现？

其实核聚变实现并不难，很多朋友肯定就会说太阳不就是核聚变么，当然，您的科学课满分了！但即使不在太阳上，核聚变实现依然不难！因为用的是氚氘，而不是太阳的氕氕聚变！

根据元素的结合能，氚氘是氢元素同位素中聚变最容易的哦，而氕氕聚变则最难，因为一个质子会先洗手能量转换为中子，然后变成氘再和原先的氕结合形成氦三，太阳上正在发生的就是这个过程！那为什么太阳不烧最简单的氚氘呢？其实太阳在13个木星质量大小时已经将氘氚耗尽了，所以现在它只能烧比较难烧的氕氕，将氕氕转换成氘再继续燃烧！

太阳核心的质子链反应

但ITER核聚变项目肯定不会去选那么困难的氕氕，而是比较容易的氘氚，不过即使如此，氘氚聚变对于人类来说仍然非常困难！因为要实现氘氚聚变并不难，但实现自持持续运行非常困难！原因聚变中的高温等离子体非常难控制，为此在托卡马克这个大变压器中通过的电流极高，等离子体电流高达千万安培，扭曲模、磁岛以及磁面撕裂等问题非常严重！

另一个则是第一壁消耗问题，因为氘氚聚变会产生多余的中子，尽管可以轰击锂6生产氚，但仍然有大量的中子会被内壁吸收，造成材料嬗变，所以用不了多久昂贵的第一壁就得更换。

惯性约束核聚变则存在点火与持续燃烧问题，因为燃料球的初始内爆对称性需要的精度极高，所以无论哪个方案总是有跨不过去的坎，而且未来解决的成本极高！

假如核聚变实现了，你能想到那些用途？/

当然以下属于假设，我们不管核聚变有多难，道路有多坎坷，终于实现了核聚变，但各位不要高兴的太早，因为你设想中的核聚变后用电免费这种事情不存在的！纳尼？不是每升海水中的聚变燃料都相当于300升汽油么？居然还有人想收朕的钱？

聚变的电成本真的很低吗？

其实这很容易理解，因为氘氚聚变需要两种气体，一种是氢同位素氘，另一种则是氚，前者在自然界中的含量大约为0.02%，尽管含量很少，但对于氚来说氘几乎就是白菜了，某宝的价格是25毫升/145元，一千克/5800元，目测量大是可以优惠的！但氚的售价可高了，一千克大约三千万美元，我们来计算下，氚氘混合一千克大约能产生多少能量，这些能量转换出电能又价值几何！

氘氚聚变的质量比是2：3，一千克中大约氚氘混合物价值大约是1800万美元，其实就是氚的成本啦，氘的成本在氚面前差不多就忽略了！那么能产生多大的能量呢？

质子质量是938MeV/c?

氚氘聚变反应方程式为:3H+2H=4He+n反应放能17.59MeV

也就是质量亏损了17.59MeV

那么质量亏损的比例大概是：0.375%

那么一千克氚氘混合物完全核聚变后的能量为：337081100084874675.6J的能量

按一度电为：3600000J计算

那么100%转换出来的电能大约为：93633638912.465度

事实上联合循环的的蒸汽轮机热效率最高也就47%，因此这些电能大约只有44007810288.86度。

按当前2019年广西二级水电站上网价0.32元计算，价值：14082499292.43元。

约合：2040646180.6美元

大约是：20亿美元

果然不少，当然这实在有些理想化，反应100%发生，但事实能达到上1-5%就谢天谢地了，还要维持自身消耗的大量电能，还需要均摊建设费用，还有设备折旧费，还有人工费用，一塌刮子算起来，略有盈余就已经是最伟大的胜利了！

所以我们实现了聚变还不够，还需要低成本实现聚变才可以！

因此在聚变电能仍然高昂的条件之下，各位还想怎么用核聚变的电能？估计就是家里冬天的电热取暖器和夏天的冷空调还是得省着用吧！不过如果是惯性核聚变搞定的话，未来的星际航行可就省事多了，如果各位不太理解的话，就是科幻小说《三体》中的无工质核聚变发动机（其实是有工质的，只是不用带额外的工质而已），直接用聚变产生的高能高速粒子推进飞行器！

希望还是有的，至少未来的恒星际间飞行将成为可能！