如果核聚变研究成功,电费会多少钱一度?几分钱还是不要钱了?
微兔分享呀
2023-08-31 16:47:49

原标题:如果核聚变研究成功,电费会多少钱一度?几分钱还是不要钱了?

核聚变的成功,就像石油的枯竭一样,会持续50年。自20世纪50年代核聚变的鼻祖托卡马克装置问世以来,已经过去了近70年。然而,聚集了世界顶尖科学家的ITER尚未商业化,似乎还需要未来50年。

其实实现核聚变并不难。很多朋友肯定会说太阳不是核聚变。当然,你的理科课得满分!但即使不在太阳底下,也不难实现核聚变!因为用氚和氘代替了太阳的聚变!

根据元素的结合能,氚和氘是氢同位素中最容易聚变的,但最难聚变的是因为一个质子会先洗手不干,把能量转化成中子,然后变成氘,再和原来的氘结合形成氦III。这就是太阳发生的过程!那为什么太阳不燃烧最简单的氚氘呢?其实太阳在13木星质量的时候已经耗尽了氘和氚,所以现在只能把难燃烧的燃烧掉,转化成氘继续燃烧!

但是,ITER核聚变项目绝对不会选择难度较大的氘,而是难度较大的氘氚聚变,但即便如此,氘氚聚变对于人类来说还是非常困难的!因为实现氘氚聚变并不难,但实现自持连续运转却非常困难!导致聚变中的高温等离子体很难控制。因此,通过托卡马克中大型变压器的电流极高,等离子体电流高达1000万安培,扭模、磁岛、磁面撕裂等问题十分严重。

另一个是第一壁的消耗,因为氘氚聚变会产生多余的中子。虽然锂6可以被轰击产生氚,但是大量的中子还是会被内壁吸收,造成材料嬗变,所以用不了多久就要更换昂贵的第一壁了。

惯性约束核聚变存在点火和持续燃烧的问题,因为燃料球的初始内爆对称性需要很高的精度,所以不管是哪种方案,总有一个坎要克服,未来解决的成本极高!

当然,以下是假设。不管核聚变有多难,路有多坎坷,我们终于实现了核聚变,但是不要太高兴,因为你的核聚变后免费用电的想法是不存在的!纳尼?聚变燃料不是相当于每升海水300升汽油吗?有人要指控我?

其实很好理解,因为氘氚聚变需要两种气体,一种是氢同位素氘,一种是氚。前者在自然界的含量约为0.02%。虽然含量很少,氘对于氚来说几乎就是白菜。一个宝的价格是25 ml /145元,1 kg /5800元,大规模测量可以打折。但是氚的价格可能很高,大约每公斤3000万美元。我们来计算一下氚和氘混合一千克能产生多少能量。这种能量转换成电能的价值是什么?

氘与氚聚变的质量比为2: 3,一千克氚-氘混合物的价值约为1800万美元,这其实是氚的成本。氘的成本在氚面前几乎被忽略了!那么它能产生多少能量呢?

氚-氘聚变的反应方程式为3H+2H=4He+n反应能为17.59兆电子伏,即质量缺陷为17.59兆电子伏,那么质量缺陷的比率约为0.375%,那么一千克氚氘混合物完全核聚变后的能量是337081100084874675.6J。

那么100%转换电能大约是9363311.40度。事实上,联合循环中汽轮机的最高热效率是47%,所以电能只有44008288.86度左右。按照目前广西二级水电站2019年在线价格0.32元,价值14082499292.43元。约:2040646180.6美元,大约:20亿美元。

当然,果不其然,这有点理想化,反应发生100%,但值得庆幸的是事实可以达到1-5%。既要维持自身消耗的大量电能,也要平均分摊建设成本,以及设备折旧和人工成本。略有盈余已经是最大的胜利了!

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