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※ 本文轉寄自 ptt.cc 更新時間: 2016-08-18 08:55:12
看板 Gossiping
作者 yue831023 (玥)
標題 Re: [新聞] 打造新時代潔淨能源  德國核融合反應爐試
時間 Thu Aug 18 01:04:09 2016

阿西巴 本老祖讀核的啦
德國鐵娘子手上這顆W7X就是顆托克馬克式核融合機組而已(媒體又高潮了)

文組沒聽過核融合喔?
學測考過沒有?92年學測號稱最難的一題
http://imgur.com/a/qUuHG
[圖]
 
發生核融合、核分裂的時候都要遵守質量數守恆、電荷守恆、質能守恆
反應發出的熱來自於核結合能(Nuclear binding energy)的釋放
從試題附上的圖可以看出質量數小於鐵-56的發生核融合可以釋出能量
反之大於的發出核分裂會釋放結合能
好的，所以你認識核融合了

那三小is托克馬克?跟畫梗漫的馬克有關嗎?
目前主要應用的核融合技術有兩種
分別是磁固式的「托克馬克」以及「雷射束縛」
發生反應的核是由帶正電的質子與不帶電的中子組成，
要克服強大的庫倫力才能你儂我儂的融合
所以必須先把原子加熱到所謂的「燃燒溫度」(動能夠大)
在高溫下物質會呈現電漿(plasma)狀態
「托克馬克式」便是以外加磁場禁錮這些高溫電漿

而「雷射束縛」類的反應爐就是將核燃料放在雷射束們的中間

同時由外面向內釋放能量，達到核燃料高溫高壓的狀態，進而產生核融合反應


核融合會不會有幅射廢料?蘭嶼反對興建罐頭工廠!
核融合的好處，同時也是壞處就是他不好維持反應

只要磁場、雷射稍微不穩定，馬上反應就會停止(因為他不像融合是鏈狀反應)

不會像福島事件中，停爐後還有剩餘反應熱產生。

核融合會產生的輻射廢料大概有兩種，
1)作為燃料的「氚」，可是他的半衰期只有12年
2)被不受磁場控制的中子k到的反應爐壁，可能會轉變成幅射廢料

聽起來核融合好棒棒，台灣政府怎麼還不發展?
沒 有 錢，政 府 不 喜 翻~
以台灣在粒子加速器的發展看起來，要做出一個托克馬克式的反應爐應該不是問題
但要維持這個不賺錢的項目要花很多很多錢!
因為產生這樣大的磁場需要很多超導磁鐵，保持超導現象的「冷氣」費用太高
造一個托克馬克出來除了這項實驗外，我也想不出什麼其他價值
不如弄個光子源、同步輻射還能出租給廠商。

最後附上在某實驗室看到的小型「托克馬克實驗爐」
http://imgur.com/a/5VY5s
(在哪裡就不說了...夏天過一半飯盒要出來運動了)
※ 引述《gk1329 ()》之銘言：
: 這個在台灣做可能會被罵死
: 因為就只是實驗用的錢坑
: Q完全沒辦法大於1
: 就只是個巨大的電漿產生器
: 4億歐元約140億台幣
: 能不能真的到達1億度都還是問題
: 目前比較有希望的是ITER
: 目標Q=10
: 也就是輸出遠大於輸入
: 總花費大約100億歐元
: 經費大約只比核4多一些
: 不過這個也是實驗性質
: 沒辦法真的發電
: 如果真的成功
: 才會考慮如何取得能量
: 目前的時程表
: 2020     成就第一個電漿。
: 2027     啟動氘-氚操作。
: 看來核融合離我們還非常遙遠
: ※ 引述《peermyheart (澄心)》之銘言：
: : 打造新時代潔淨能源 德國核融合反應爐試運轉
: : 風傳媒  蕭喬云
: : http://image.cache.storm.mg/styles/sm...M129219_a4a8.jpg?itok=HdnEvTeW
[圖]
 
: : 德國總理梅克爾（右二）3日出席了運轉啟用儀式。（美聯社）
: : 德國科學家3日開啟了新核融合反應爐文德爾施泰因7-X（Wendelstein 7-X, W7X）的首波
: : 試驗，並由總理梅克爾（Angela Merkel）親自按下啟動開關，儘管這項技術可能還需要
: : 數十年的時間，但科學家冀望，核融合技術未來能取代化石燃料及傳統核分裂反應爐（
: : nuclear fission reactors），帶來安全又環保的新核能形式。
: : 擁有物理學博士學位的德國總理梅克爾說：「作為一個工業國家，我們想要證明一個經濟
: : 實惠、安全可靠及能永續使用的能源是可行的，且不會造成任何經濟競爭力的損失。」
: : 站在巨人的肩膀上繼續努力
: : 這項研究是由位於格賴夫斯瓦爾德（Greifswald）著名的馬克斯普朗克研究中心（Max
: : Planck Institute, MPI）主導，並已歷時9 年的製造及實驗。而此次的試驗為了模擬太
: : 陽內部的環境，科學家將微量的氫氣注入這個特殊的環狀裝置內，並持續不斷加熱，直到
: : 它變成超熱氣體，也就是俗稱的電漿（plasma）。
: : 耗資4億歐元（約新台幣147億）打造的W7-X，去年12月曾以較易加熱的氦（helium）作為
: : 材料，當時成功維持1/10秒的氦電漿，今年希望能成功製造出氫電漿。
: : http://image.cache.storm.mg/styles/sm...M129221_b893.jpg?itok=yiJkVi6j
[圖]
 
: : 德國新式核融合發電廠的內觀。（美聯社）
: : 參與此項計畫的科學家沃爾夫（Robert Wolf）表示，W7-X並不是設計用來生產能量的，
: : 而是用來測試當要進行能量生產時所可能面臨的各種極端情況。此次計畫是製造出氫電漿
: : ，且能維持氫電漿穩定狀態30分鐘，並達到核融合的理想溫度－攝氏1億度。沃爾夫說：
: : 「我們預計目標是2025年，但當然是越快越好。」
: : 這個看起來類似托卡馬克（tokamak）的環形裝置，其實是德國的研究團隊利用美國物理
: : 學家萊曼史匹哲（Lyman Spitzer）發明的仿星器（stellarator），兩者雖然有著類似的
: : 外型，但仿星器是利用複雜的磁線圈（magnetic coils）系統以達到相同效果。
: : 此項研究計畫的主要負責人克林格（Thomas Klinger）表示，這項裝置利用強電場（
: : strong electric）讓電漿能待在裝置內更長的時間，直至核融合發生。不同於托卡馬克
: : 雖易打造，但卻極難操作，克林格說：「仿星器穩定非常多，雖然它在裝置打造上非常困
: : 難，但在操作上卻相對簡單。」
: : http://image.cache.storm.mg/styles/sm...M129220_8e7a.jpg?itok=NyGZCd2y
[圖]
 
: : 梅克爾巡視電廠。（美聯社）
: : 打造安全無核廢料的家園
: : 相較於傳統利用核分裂所生產的核能，所產生的高輻射巨量核廢料，核融合所製造的核廢
: : 物幾乎是沒有，負責此項裝置的團隊負責人基朗尼克（Jelonnek）說：「這是一個非常乾
: : 淨的能源，幾乎是乾淨到不可能再期待有比它更好的選項出現了。我們並不是為了我們自
: : 己而努力，而是為了我們的下一代和後代子孫。」
: : 儘管仍有許多科學家對於核融合發電持保留態度，但梅克爾總理認為核融合的優點是顯而
: : 易見的。威斯康辛大學（University of Wisconsin）的物理教授安德森（David
: : Anderson）也表示：「這項裝置的成功啟動已是傲人的顯著成果，因為這是一個艱苦且漫
: : 長的過程。W7-X是一項了不起的成就，且全球將引頸期盼其所帶來的結果。」
: : http://image.cache.storm.mg/styles/sm...M129218_b302.jpg?itok=uqdUq0Q5
[圖]
 
: : 德國3日開始嘗試以核融合方式進行核能發電。（美聯社）
: : http://www.storm.mg/article/82105
打造新時代潔淨能源 德國核融合反應爐試運轉-核能｜核融合｜文德爾施泰因7-X｜馬克斯普朗克研究中心-風傳媒-蕭喬云
[圖]
德國科學家3日開啟了新核融合反應爐文德爾施泰因7-X（Wendelstein 7-X, W7X）的首波試驗，並由總理梅克爾（Angela Merkel）... ...

 

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.114.210.38
※ 文章代碼(AID): #1Nj9aCMe (Gossiping)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1471453452.A.5A8.html
→ lf2597: 樓下文組看不懂先推1F 08/18 01:05
→ david190: 我是天才 我竟然全部看懂了 XD~2F 08/18 01:06
→ IDfor2010: 你寫成這樣 法律系和文組怎麼可能看得懂3F 08/18 01:07
→ hogu134: 樓下文組4F 08/18 01:08
→ qazwsx0128: 垃圾覺青看得懂就不會是垃圾覺青了5F 08/18 01:09
推 kevin751231: 能縮短成20個字重新說嗎？6F 08/18 01:10
核融合很棒棒 台灣不可能有
推 linph: 這篇已經講得非常淺了7F 08/18 01:10
→ IDfor2010: 文組與法律系只能理解一團麵團如何分裂與融合8F 08/18 01:11
→ IDfor2010: 請用麵團重新解釋給文組與法律系聽
推 kevin751231: 太貼心惹>//<10F 08/18 01:12
推 max1121: 看起來好LOW 沒有未來科技感捏 大失敗11F 08/18 01:13
http://imgur.com/a/9I5md  德國人的實驗室比較乾淨QQ
推 smallworld: 推12F 08/18 01:13
推 DICB: 舉手發問：所以說要是核融合反應爐毀損或怎樣，所產生的高13F 08/18 01:14
→ DICB: 溫會立即消失??
這裡說的高溫是分子動能(3/2nkt=3/2PV)
舉個比較熟悉的粒子就是你在增溫層(800km高)的地方雖然空氣粒子的溫度是2500度
但你會被冷死 因為撞到你的粒子不夠多
同理，反應爐內的粒子雖然號稱1500萬度 但一旦逸散很快的
在一般空氣中碰撞幾個分子，溫度就降下來了

回到反應爐本身
因為整個電漿是由磁場控制、加速的 磁場消失電漿將會依照慣性撞上爐壁
可能會造成爐壁損壞 但絕對比核融合反應爐的下場好
→ DICB: 因為我看核融合最基本的高溫至少要300萬k(2999726.85度)15F 08/18 01:16
推 chuckni: 快推不然別人以為我看不懂16F 08/18 01:16
※ 編輯: yue831023 (140.114.210.38), 08/18/2016 01:22:15
推 DICB: 看不懂你的專業說明@_@！可以簡略說明嗎？17F 08/18 01:25
→ DICB: 現在核電廠反應爐和核融合反應爐毀損之後那個可以想像出，
→ DICB: 那個會比較慘就好了QQ/
現在核分裂發電廠會有問題主要是兩個部分
1)作為燃料護套的鋯合金在高溫下會與水反應產生氫氣，堆積在爐頂
2)反應爐即使在控制棒全部進入後，仍會有反應發生(來自於延遲中子)，產生熱量

因為這兩件事，所以發生福島事件的時候
所有人最關心的是冷卻水能不能持續進入爐內降溫
http://imgur.com/a/eHkFm
[圖]
 
這是福島電廠意外時爐心的剩餘功率
可以看到即使停爐後仍然無法立刻、馬上的把功率降到0(因為原因2)
因為福島設計把抽水機備用電力放在地下室，所以水一淹馬上就沒電了
爐心不能降溫，達到1200度就會發生原因1，
當氫氣濃度夠高又不能排出，加上高溫，嘿嘿 就掀蓋了
伴隨個爆炸 那些輻射物質就跟著進到大氣
that's 福島核災

而核融合不會有產生剩餘功率問題，裡面的電漿只會降溫 不會自行產生熱量
所以它會在幾毫秒內自行停爐
推 Kazimir: 所謂的高科技 真的拆開來用眼睛看都蠻LOW的..20F 08/18 01:28
推 rtwodtwo: 高能粒子的量不多 頂多打壞爐壁21F 08/18 01:31
推 rtwodtwo: 數量級不同的概念 DICB多唸點書
推 DICB: 這個讀書是要很專業的去讀吧！外行人讀這個很難會理解一些(23F 08/18 01:36
→ DICB: 我是有餵狗才理解核融合比現在核能好n倍)
推 rtwodtwo: 托卡馬克看來比仿星器可以商轉的機率大一點25F 08/18 01:38
推 rtwodtwo: 核分裂也不是沒有更安全的改善法 釷基燃料就是一種
推 rtwodtwo: 原po你打字錯誤了
→ rtwodtwo: 你的核分裂都打成核融合了
已更正3Q 釷電廠發展還是沒有其他第四代來的快阿
高溫氣冷、快中子滋生反應爐都在蓋試驗電廠了...
(不過台灣連第三代都不敢用..._
※ 編輯: yue831023 (140.114.210.38), 08/18/2016 01:45:39
推 davidr: 前陣子不是01上面有個高中生說他做出來嗎29F 08/18 01:46
推 DICB: 歐！我大概知道了...所以核融合最怕是產生出來在爐頂的氫氣.30F 08/18 01:46
→ DICB: ..(會爆炸的).可是反應爐爆炸之後，不用像現在核電反應爐一
幫更正*核分裂反應爐
推 rtwodtwo: 等等 我餵狗怎麼說德國這顆是仿星器?32F 08/18 01:47
通常我們把仿星器跟托克馬克當作同個類型
仿星器http://imgur.com/a/RABM6
[圖]
 
標準托克馬克http://imgur.com/a/bqT0m
[圖]
 
他們都是由磁場束縛電漿達到核融合
只是仿星器多一個優點就是電漿流動的磁場可以抵消
→ DICB: 樣，需要大量海水降溫，只要靜靜等待它自行降溫就好了！33F 08/18 01:47
→ davidr: 被人家說他看到電漿就High...34F 08/18 01:47
推 rtwodtwo: ......核融合爐內接近真空35F 08/18 01:50
※ 編輯: yue831023 (140.114.210.38), 08/18/2016 01:52:20
推 rtwodtwo: 印度跟中國搞釷基燃料不是搞的如火如荼 個人還蠻看好的36F 08/18 01:54
我去中國原能院參訪的時候 他們拿來說嘴的是快中子滋生堆
反而不是釷基 (可能快中子能生產鈽彈 他們比較喜翻?
※ 編輯: yue831023 (140.114.210.38), 08/18/2016 01:58:05
推 rtwodtwo: 釷基要商轉主要還是卡在錢的問題上37F 08/18 01:56
推 rtwodtwo: 台灣沒地方擺核廢料啊
可以賣對岸作MOX阿 對面很愛的...只是敢不敢的問題
※ 編輯: yue831023 (140.114.210.38), 08/18/2016 02:01:46
推 DICB: 麥亂=_=!!賣給支那勒...光是之前要賣給北韓就被國際電的要39F 08/18 02:13
→ DICB: 死了！還賣給敵國支那台灣要搞自殺??
傻傻 中國鈾礦預估有177萬噸 2030年預估年全球用量8萬噸
台灣那幾根核燃料在中國眼中大概比一個省存量都還少

你所謂的國際組織是以美國為主的那個
但台灣為什麼要聽他的?
一切都是因為台灣的電廠都是美國允許興建的
同時也包括後續的燃料購買(通通要美國點頭)
今天如果台灣要賣用過燃料給中國 美國一定是第一個暴怒的
不過也是可以從中國買啦 當然後續會有很多政治問題 哈哈
推 h73o1012: 所以傳說中的核能直接轉換電力還是不存在阿，只是燒開水41F 08/18 05:31
→ h73o1012: 的爐子變高級了
→ litcurler: http://imgur.com/a/mNgdz 連款式都分不清,你自盡吧43F 08/18 07:43
這就跟BWR還有ABWR的差別一樣阿 你也能說ABWR是BWR
兩個可以說是不同種也能說同種
看你想把差異畫多開而已
※ 編輯: yue831023 (140.114.210.38), 08/18/2016 08:38:38

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