中国「人造太阳」BEST 预计 2027 年竣工,作为人类首个聚变发电装置

B站影视 欧美电影 2025-10-28 17:35 1

摘要:报告书声称,目前正在运行的、以及在建的所有聚变装置(包括 ITER), 都没有将聚变能发电作为研究目标——这否定了 2024 年初地球上存在的所有私营聚变能公司。

我认为 BEST 是实验装置而非“聚变发电装置”,强行接入电网的话,BEST 的电价会很难看,而且其电价在预计 20 年的工作寿命范围内无法有效降低。

当然,“人类历史上首个实现聚变发电的装置”会在人类史上留下名号。对于从业者,这可能是值得去追求的。

可以看看 BEST 的环境影响报告书、公众参与说明报批前公示:合肥综合性国家科学中心能源研究院

报告书里值得一看的内容:

2024 年初,聚变新能公司还没有辐射安全许可证。

报告书否定了世界上出现过的所有自称实现了聚变能增益系数 Q 大于 1 的玩意,包括而不限于玩弄数值的美国国家点火装置 NIF、氘氘聚变换算氘氚聚变的 JT-60U.

报告书声称,目前正在运行的、以及在建的所有聚变装置(包括 ITER), 都没有将聚变能发电作为研究目标——这否定了 2024 年初地球上存在的所有私营聚变能公司。

报告书写明了 BEST 是“紧凑型聚变能实验装置”。

BEST 的单个脉冲最大氚消耗量在 50 兆瓦 1000 秒长脉冲中为 0.09 克、在 200 兆瓦 10 秒短脉冲中为 0.004 克。每年至多消耗低于 11 克氚。

以此计算,BEST 每年通过氘氚聚变释放的热能上限约 1720 兆瓦时。如果这些热能通过总体效率 35% 的热机·发电机·输电系统变换为电能,不考虑其脉冲性质(每年进行聚变试验的时间不到 35 小时,每个脉冲至多 1000 秒,在这 1000 秒里功率还不是稳定的),那么每年发出来的电可以满足约 150 户普通家庭的需要。考虑其总投资为 850592.47 万元(来自项目建议书)或 2025 年一些来源提到的 150 亿元(不含土建),读者觉得如何?我认为 BEST 每年需要的输入能量远不止上面这些,尽管输入能量有一部分也能被热机回收来发电,BEST 的年净发电量还是会为负。

放射性废液和固体废物列得非常完整,每年产生 5 立方米含氚固体废物,最终主要活化固体部件超过 12 万吨(大头是 12 万吨建筑物,停机时为低放废物,暂存 30 年后为豁免废物;其次是纵场线圈 1500 吨、真空室 990 吨、冷屏 590 吨,诸如此类)。这跟业内吹嘘多年的安全无污染截然不同。

发电装置区是 3# 楼“预留”的。

每年用掉 11 克氚,会产生 2.196e+24 个中子。BEST 阶段 1、阶段 2 合计产生 1e+24 个中子,这两个阶段加起来至少 7 年,平均每年至多消耗 0.715 克氚。阶段 3 若是在十年间每年搞 11 克氚,累计会放出 2.2e+25 个中子。报告书里三个阶段产生的合计中子量预期为 2.5e+25 个,我认为这主要归因于 2+5+10 小于 20 年。

微波加热高压电源系统的参数给得很具体,我认为这些东西全功率运行时用电功率约 155 兆瓦。中性束注入器用电功率约 42 兆瓦。核心真空抽气系统用电功率约 2 兆瓦。诸如此类,有兴趣的读者可以将各个部分的用电功率加起来看看。根据该文件的内容,为了供电,一期扩建 CRAFT 已有的 110 kV-200MVA 等级的高压变电站和 35kV/10kV/0.4kV 各电压等级的供变电系统(需要扩建是因为我们上面简单列出的三个东西的总输入功率就超过了这个变电站的能力),二期改造 CRAFT 配电网络。

氚自持方面,BEST WCCB TBM 氚生产能力第一阶段 41 毫克 / 2 年、第二阶段 165 毫克 / 5 年、第三阶段 4111 毫克 / 10 年,COOL TBM 氚生产能力第一阶段 26 毫克 / 2 年、第二阶段 105 毫克 / 5 年、第三阶段 2616 毫克 / 10 年。我认为这距离氚自持很遥远。

热室中的主要维护对象:偏滤器内靶板 245 千克,偏滤器外靶板 378 千克,包层第一壁钨瓦 0.5 千克每块,清洗、除氚后直接报废处理,钢箱临时存储。上窗口插件组件低于 15 吨、中窗口插件组件低于 20 吨,清洗、除氚后如辐射剂量满足要求直接转移出热室,或者临时存储在热室。

氘氚聚变或氘氘聚变不但产生大量中子和高能光子,还会在等离子体内部发生杂质的核反应,产生高能伽马射线。逃逸的高能带电粒子与容器壁发生相互作用,会产生兆电子伏特的 X 射线。聚变中子会与各种材料和冷却剂发生非弹性散射和各种俘获反应,产生次级伽马射线和放射性金属核素。

根据设计,BEST 以 50 兆瓦聚变功率长脉冲运行时每天不超过 10 个脉冲,进行这种操作需要 90 克氚、燃耗率约 1%,真空室内部件、抽气系统滞留裕量 20 克,由此算出每日总需求 110 克氚。

每轮维修涉及 100 块第一壁钨瓦、10 块偏滤器靶板,热室氚量上限 1 克。

尾气处理是按正常工况年运行 4000 小时计算的。每天 10 个长脉冲是 10000 秒,年累计脉冲时间不到 1014 小时,可见许多组件会在不进行聚变实验时消耗能量。

来源:时空探险家

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