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核聚變發電原理是什麼?距離實用還有多久?核能發電有什麼優點?

核聚變發電是21世紀初的重要技術,主要是把聚變燃料加熱到1億度以上高溫,讓它産生核聚變,然後利用熱能,但是科學家發現沒有任何一種容器能承受1億度的高溫,于是科學家想到了磁容器技術,就是在微型氫彈周圍放上強大的磁場,約束住高溫物質,但是又一個問題難住了科學家,如果使用磁容器,将至少需要100萬噸磁鐵,很不實際,于是科學家又想到磁場很強大的電磁鐵,但是使用電磁鐵也至少需要1萬噸重,這可難住了科學家們,經過40多年的努力,科學家發現超導體擁有特别強大的磁場,效率是磁鐵的幾萬倍,于是21世紀初核聚變發電站正式建成了。

世界上有比較豐富的核資源,核燃料有鈾、钍氘、锂、硼等,世界上鈾的儲量約為417萬噸。地球上可供開發的核燃料資源,可提供的能量是礦石燃料的十多萬倍。核能應用作為緩和世界能源危機的一種經濟有效的措施有許多的優點:

其一是核燃料具有許多優點,如體積小而能量大,核能比化學能大幾百萬倍;1 000克鈾釋放的能量相當于2 400噸标準煤釋放的能量;一座100萬千瓦的大型燒煤電站,每年需原煤300萬~400萬噸,運這些煤需要2 760列火車,相當于每天8列火車,還要運走4 000萬噸灰渣。同功率的壓水堆核電站,一年僅耗鈾含量為3%的低濃縮鈾燃料28噸;每一磅鈾的成本,約為20美元,換算成1千瓦發電經費是0.001美元左右,這和目前的傳統發電成本比較,便宜許多;而且,由于核燃料的運輸量小,所以核電站就可建在最需要的工業區附近。

核電站的基本建設投資一般是同等火電站的1.5~2倍,不過它的核燃料費用卻要比煤便宜得多,運行維修費用也比火電站少,如果掌握了核聚變反應技術,使用海水作燃料,則更是取之不盡,用之方便。

其二是污染少。火電站不斷地向大氣裡排放二氧化硫和氧化氮等有害物質,同時煤裡的少量鈾、钛和鐳等放射性物質,也會随着煙塵飄落到火電站的周圍,污染環境。而核電站設置了層層屏障,基本上不排放污染環境的物質,就是放射性污染也比燒煤電站少得多。據統計,核電站正常運行的時候,一年給居民帶來的放射性影響,還不到一次X光透視所受的劑量。

其三是安全性強。從第一座核電站建成以來,全世界投入運行的核電站達400多座,30多年來基本上是安全正常的。雖然有1979年美國三裡島壓水堆核電站事故和1986年前蘇聯切爾諾貝利石墨沸水堆核電站事故,但這兩次事故都是由于人為因素造成的。随着壓水堆的進一步改進,核電站有可能會變得更加安全。

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