核爆发电

内容

苏联和美国在六七十年代核研发高涨的年代都讨论过这一方案，最大的风险可能是核扩散的危险会很大：

• 为了控制爆室规模和安全系数并且保证产能平稳使用的氢弹规模很小，按下面的计算一年炸个一千多枚氢弹正常，并且才解决一个中大型城市的供电问题；
• 像这样全球一年至少炸个十来万枚氢弹哪怕百分之一的引爆装置泄露（小型化核弹）也够摧毁/污染掉地球上一半的规模城市；
• 并且从爆炸产物里回收宝贵的核裂变引爆材料什么也是很大的困难。

当然这样简单粗暴的方案比现在计划中的可控核聚变现实性要高很多。

5. 用于核爆氘能能源 人们预测，核电、石化能和太阳能，将是解决21世纪能源问题的三大支柱。核电目前已占世界总发电量的17%，美国核电已占本国总发电量的21.7%。但靠裂变反应的原子能电站也面临着裂变材料的枯竭问题，铀-235所能利用的时间不会比石油的供应时间长，大约最多能维持使用几十年。世界能源不可能完全依靠裂变来解决。聚变能源尚有更多的技术障碍需要克服。人们在研制核武器过程中，自然会想到能否把核爆炸释放的能量安全地转化为电能，并且在利用过程中不会出现放射性污染，尽可能少用或不用放射性裂变材料和氚。1977年，苏联科学院院士А.А萨哈洛夫在纽约发表的《核能与西方自由》一文中，曾把解决聚变能源的希望寄托在地下核爆炸爆室里。九十年代初，在中俄和平利用核爆炸双边讨论会上，曾提出了利用地下“纯聚变”核爆炸建造地下聚变电站的大胆设想。设想如图6.4所示。

文件:核爆发电1.jpg

图6.4 地下聚变电站回路示意图
设想中的核爆炸发电，其基本技术要点如下：

在地下大空腔中反复进行爆炸，重复使用。例如要建造一个10^6千瓦的地下核爆电站，聚变放能大于 90%，则可在地下建一个半径为68～80米的爆洞。扩大爆洞空间还可以减弱冲击波对洞壁的破坏效应。 设计经济合算的核装置，最好不用氚和少用裂变材料。核装置要有尽可能高的聚变份额，同时要求系统对 氚、钚、钍‑233有较高的增殖因子。 全俄技术物理研究所已设计出只烧氘的核装置，可达3万吨TNT当量。 实际上初选核装置一般小于万吨为好。 核装置在洞内反复爆炸，每次爆炸时往洞中喷液态钠约2～4万吨，以吸收大量爆炸能降低洞中温度，且显 著减弱冲击波强度。钠作为工作介质，还要参与热交换。 建立核燃料回收系统，回收氘、氚、铀、钚、钍等核材料，以保证核燃料的循环使用。 由上可知，地下核爆电站一般由爆洞、核装置生产厂、核燃料回收厂和发电厂组成。爆洞与钠循环系统构 成核爆电站的第一回路。如何降低爆洞工作温度和冲击波的破坏作用，这是设计的关键问题。一般热载体为 钠和钾的混合物，热端可达620 C，冷端可达50 C。可选用不锈钢作内衬，以花岗石作基岩。对于万吨以下 的核爆炸，80米半径的爆洞洞壁的抗压安全系数大于10。 1998年10月《核爆氘能能源学》的中译版一书中，推荐建造实验室型核爆燃烧锅炉的参数如下：

• 核装置约3千吨TNT当量。
• 爆炸频率，原理试验可为1次/月。如果发电能力120～240万千瓦，可选择10千吨TNT当量的核装置，爆炸 频率每天6～12次。
• 爆室高度约130米，内半径约40米，体积约5×10^5 立方米。
• 热载体混合物Na+K，T ≈620 C，T ≈50 C。
• 循环质量约26千吨，总质量为75千吨。
• 混凝土体积为1.2×10^6 立方米。
• 钢质量约250千吨。科学家认为建造核爆电站技术上和工程上没有不可克服的障碍，投资强度不会超过我国大亚湾一座90万千 瓦的核电站的投资额度。核爆电站消耗的仅是自然界中储量丰富的氘、锂和天然铀，因此，核爆电站是取之 不竭的烧氘新能源。 当前和平利用核爆能源的最大障碍，是怀疑会不会造成核扩散和带给人类社会不安定因素。但是随着时间 的推移，不可避免地出现能源匮乏，人类终将清醒地用理智思考和妥善解决能源枯竭的问题。核爆发电问 题，可以在建立和加强广泛而严密的国际监督机制的基础上，控制其消极因素，为造福人类服务。

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  文件:核爆发电4.jpg

开发“核爆炸”的另一面——中国工程院彭先觉院士

核能的和平利用已经为我们所了解可能我们身边每天用的电就是利用核能产生的。现在,威力无穷的核爆炸同样可以为我们利用,而且可能就是在不久的将来。目前国际上已经开展了利用核爆炸发电的研究,对于核爆炸我们到底该如何利用?是否该惧怕核爆炸?为此我们采访了一直致力于核爆炸研究的中国工程院彭先觉院士。科学中国人:利用核爆发电的研究是何时开始的?现在进展的如何?彭:早在60年代,美国LANL(洛斯阿拉莫斯国立实验室)就提出了Pacer计划,使氢弹在大盐洞中爆炸,产生威力1万吨级,当时并未考虑核燃料和循环问题。80年代末至90年代初,美国LLNL(劳伦斯利弗莫尔国立实验室究)的A Szoke,R.W.Moir提出新的和平利用核爆炸能源概念,爆炸装置威力2kt左右,用熔盐作工作介质,并实现核燃料的循环90年代,俄罗斯全俄技术物理研究院ГА.伊凡诺夫等人于1997年发表了《核爆氘能能源学》一书,对核爆能源问题作了较全面的分析和讨论。我国1993年在A... (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处： 《科学中国人》2005年06期

文件:核爆发电5.jpg

外部链接

找一块空地,不断的进行小型核爆来发电，靠谱吗？ - 江城雨的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/46819846/answer/103675461