受控核聚变如何做为汽车和飞机的驱动能源?

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/03 17:42:38


这里谈一些概念性的东西,也涉及到某些技术问题。
以前说到聚变能一旦成熟发电,什么中东油霸就好日子到头了,石油价格骤降之类的。其实聚变能主要还是用来发电,而石油主要是做为交通能源和化工用途,在可见的将来,两者并没有完全的替代关系。全世界电力来源主要是煤,核电,水电,天然气,纯用石油发电很少,太贵,不经济,石油用于交通能源是没办法。有更方便更便宜的东西,肯定就不会用石油了。
那么,聚变能如何用于汽车,火车,飞机的驱动能源呢?
火车,汽车还好办,电动汽车也正在搞。飞机怎么办?喷气式飞机是要喷强烈高温高压气体的,假如没有了石油和天然气,难道要退回到螺旋桨时代?靠电力驱动螺旋桨虽然可行,但对电池的要求太高了,汽车的电池都还没最终圆满搞定呢。
动力电池的缺点就是能量密度太低,充满电所行驶的距离,远远不如汽油柴油汽车。另外,电池充电时间长,快充对电池有损伤,慢充要几十分钟甚至几个小时,开车的能受得了吗?
如果在飞机上用电池,问题更是多多。

石油紧张,核聚变大规模商用后,地面上车辆可以是:
1.纯电动驱动。这个目前也可以用,虽然有人不满意。未来电池技术升级了更是好事。
2.燃料电池驱动。电能富余,就可以电解水或其它方法制取氢,氢和氧是燃料电池的燃料。以后加油变为加氢,克服电池充电时间长的问题。
3.聚变能内燃机。这个工程技术最难,但是一旦成功了,加一次“燃料”,可以行驶几百万公里。

飞机:
1.烧油改为烧氢。当然这要解决很多工程技术问题。
2.聚变能加热工质,形成高温高压气体,做为喷气的动力。

聚变能加热工质,原理上大家也清楚。聚变能内燃机的原理呢?
磁约束核聚变一般用来发电,很难做为内燃机动力。而美国正在大力搞了惯性约束核聚变,理论上可以研制聚变能内燃机。那就是:激光打靶。

惯性核聚变,一般也叫激光核聚变,还叫“靶丸核聚变”。就是将氘氚装进芝麻大小的靶丸内,用激光照射靶丸,靶丸内的氘氚在十亿分之一秒的时间内发生爆炸,产生能量。一个“芝麻”能生产多大功率的能量呢?1万千瓦。每隔3秒内照射100个芝麻大小的“靶丸”,就是一个100万千瓦的聚变电站。

这里谈一些概念性的东西,也涉及到某些技术问题。
以前说到聚变能一旦成熟发电,什么中东油霸就好日子到头了,石油价格骤降之类的。其实聚变能主要还是用来发电,而石油主要是做为交通能源和化工用途,在可见的将来,两者并没有完全的替代关系。全世界电力来源主要是煤,核电,水电,天然气,纯用石油发电很少,太贵,不经济,石油用于交通能源是没办法。有更方便更便宜的东西,肯定就不会用石油了。
那么,聚变能如何用于汽车,火车,飞机的驱动能源呢?
火车,汽车还好办,电动汽车也正在搞。飞机怎么办?喷气式飞机是要喷强烈高温高压气体的,假如没有了石油和天然气,难道要退回到螺旋桨时代?靠电力驱动螺旋桨虽然可行,但对电池的要求太高了,汽车的电池都还没最终圆满搞定呢。
动力电池的缺点就是能量密度太低,充满电所行驶的距离,远远不如汽油柴油汽车。另外,电池充电时间长,快充对电池有损伤,慢充要几十分钟甚至几个小时,开车的能受得了吗?
如果在飞机上用电池,问题更是多多。

石油紧张,核聚变大规模商用后,地面上车辆可以是:
1.纯电动驱动。这个目前也可以用,虽然有人不满意。未来电池技术升级了更是好事。
2.燃料电池驱动。电能富余,就可以电解水或其它方法制取氢,氢和氧是燃料电池的燃料。以后加油变为加氢,克服电池充电时间长的问题。
3.聚变能内燃机。这个工程技术最难,但是一旦成功了,加一次“燃料”,可以行驶几百万公里。

飞机:
1.烧油改为烧氢。当然这要解决很多工程技术问题。
2.聚变能加热工质,形成高温高压气体,做为喷气的动力。

聚变能加热工质,原理上大家也清楚。聚变能内燃机的原理呢?
磁约束核聚变一般用来发电,很难做为内燃机动力。而美国正在大力搞了惯性约束核聚变,理论上可以研制聚变能内燃机。那就是:激光打靶。

惯性核聚变,一般也叫激光核聚变,还叫“靶丸核聚变”。就是将氘氚装进芝麻大小的靶丸内,用激光照射靶丸,靶丸内的氘氚在十亿分之一秒的时间内发生爆炸,产生能量。一个“芝麻”能生产多大功率的能量呢?1万千瓦。每隔3秒内照射100个芝麻大小的“靶丸”,就是一个100万千瓦的聚变电站。
这么简单的问题也来问么,核聚变让能源变得十分廉价后氢气的制备成本就会大幅降低,还愁什么燃料啊?
靶丸的制作是个难题吧?还有能量带出,恒定输出,都是个麻烦。磁约束核聚变更有希望。
deam 发表于 2014-8-21 14:10
这么简单的问题也来问么,核聚变让能源变得十分廉价后氢气的制备成本就会大幅降低,还愁什么燃料啊?
氢气的保温,防泄漏是个难题。你加氢后必须要在三天内就要用完,否则漏光了。现在的氢氧发动机火箭,都是在最后时刻加氢的。
deam 发表于 2014-8-21 14:10
这么简单的问题也来问么,核聚变让能源变得十分廉价后氢气的制备成本就会大幅降低,还愁什么燃料啊?
现阶段的核聚变只能利用氢的同位素氘氚,其自然含量很少,要达到工业需求只能到月球上开采,成本依然很大
这玩意应该要配上超大容量电池 不然你以为可控核聚变可以装到每个家用电器和汽车了
飞机可以用生物燃料,燃料的原材料用核聚变产生的电温室种植(如转基因球藻),然后加工
一个能够让上亿度等离子体长期受约束的聚变堆会便宜么?核聚变能源很便宜的说法在现有的技术思路下就是笑话。
无线输电是关键
可控核聚变发电站成功之后,下一个革命就是可控核聚变装置的小型化,就像核武器的发展一样。我相信汽车发动机大小的可控核聚变装置在未来是完全有可能出现的。
一个能够让上亿度等离子体长期受约束的聚变堆会便宜么?核聚变能源很便宜的说法在现有的技术思路下就是笑话 ...
没错,iter建设起来,再过十年二十年这个核聚变发电神话就会彻底破产.
cxfree 发表于 2014-8-21 15:08
现阶段的核聚变只能利用氢的同位素氘氚,其自然含量很少,要达到工业需求只能到月球上开采,成本依然很大
氢的同位素氘氚地球海水里多得是,这与氢弹的元素是同种东西,足够人类用几十亿年的。月球上开采的是氦3,那是的核聚变最理想的原料,氦三才是地球上所没有的。
只要还在造化石燃料的航空发动机,起码有一阵子还得用石油
不然人家造个以后用不了的东西,收不回成本啊
研究聚变能发动机是必然的
氢气的保温,防泄漏是个难题。你加氢后必须要在三天内就要用完,否则漏光了。现在的氢氧发动机火箭,都是 ...
电的问题解决了就可以暂时用人工合成燃料替代了…
囿空间 发表于 2014-8-21 20:12
一个能够让上亿度等离子体长期受约束的聚变堆会便宜么?核聚变能源很便宜的说法在现有的技术思路下就是笑话 ...
古人同样会觉得核裂变堆是天方夜谭的东西。光看现在,无视技术进步的未来,自然只能裹足不前。
古人同样会觉得核裂变堆是天方夜谭的东西。光看现在,无视技术进步的未来,自然只能裹足不前。
嘿嘿,你的主观能动性跳得真高,照你的说法,人类迟早还有一天能延寿几百年上千年。再照你的说法,人类迟早有一天会找到一个外星文明。
那么还是按照你的说法,为神马到现在任何一个外星文明没有找到地球来?
无视客观规律的主观能动就是狗屁,做白日梦而已。
核子刮胡刀 发表于 2014-8-21 20:35
无线输电是关键
那是不可能的。 那么大功率的电磁场,周围的人还活不活了。
超级电容或者燃料电池

反正不用考虑转换率问题
ljie2014 发表于 2014-8-21 14:40
氢气的保温,防泄漏是个难题。你加氢后必须要在三天内就要用完,否则漏光了。现在的氢氧发动机火箭,都是 ...
可以做氢燃料电池啊,又不是让你直接烧,晕死了
如果把氢转变成金属氢呢,那是不是就有能量块了。不过貌似氢的金属态也很难~
嘿嘿,你的主观能动性跳得真高,照你的说法,人类迟早还有一天能延寿几百年上千年。再照你的说法,人类迟 ...
人类现在连一级文明都不算,对外发送的信息才几十光年半径,能遇上外星人才怪了。
人类现在连一级文明都不算,对外发送的信息才几十光年半径,能遇上外星人才怪了。
因为人类不发达,所以发达的外星人也就不来了?嘿嘿,好逻辑。
因为人类不发达,所以发达的外星人也就不来了?嘿嘿,好逻辑。
首先发达的外星人就算来过人类也不一定知道。

其次人类也就这几千年文明史,对宇宙来说连弹指一挥间都算不上。考虑宇宙的时空尺度,暂时碰不上没啥奇怪的。
首先发达的外星人就算来过人类也不一定知道。

其次人类也就这几千年文明史,对宇宙来说连弹指一挥间都 ...
你的逻辑只能走到设想人类必须进化到一定程度才会有外星人来交往的这种和谐景象。
如果宇宙之大,发达外星人不止365星,为何不能一天来一个?为何不会出一个殖民星人来个先下手为强?为神马不会出现两个殖民星人在太阳系就开片?
一切的一切只有一个假设:全宇宙都必须服从客观规律,有些事情不是你敢想就能实现的。
m_sy 发表于 2014-8-23 18:39
你的逻辑只能走到设想人类必须进化到一定程度才会有外星人来交往的这种和谐景象。
如果宇宙之大,发达外 ...
根本没那么复杂。

宇宙很大,历史很久,适合文明发展的星球和时间都很少,这三条足矣。
在无限能源的情况下,利用热化学循环,分解二氧化碳产生一氧化碳,分解水产生氢气,再经过费托合成生产汽油。