經(jīng)過計算核聚變電2塊錢一度都不夠，取之不盡用之不竭又有何用？

BEST安裝杜瓦底座的的新聞，讓國慶期間的互聯(lián)網(wǎng)沸騰了，看不懂不明白都沒問題，一句2030年左右發(fā)電讓核聚變點亮第一盞燈的說法就足夠了，因為這種從1950年代開始的就在說真正取之不盡用之不竭的能源，幾代人努力、70多年了還沒突破，這回真要發(fā)電了，你說能不讓人激動嗎？

核聚變確實很牛逼，但技術(shù)也太難了

核聚變也是利用核能，不過這個和目前的核電站不一樣，那個用的是重核裂變技術(shù)，就是鈾-235在吸收一個中子后變成鈾-236然后很快就會裂變成氪-92和鋇-141的過程，而聚變則剛好相反，是兩個輕元素聚合成更重的元素，比如我們每天都能看到的太陽聚變就是這樣的：

太陽上每天都在重復(fù)這個過程，每次聚合都會丟失一些質(zhì)量，而這些質(zhì)量將會完全轉(zhuǎn)換為能量，按太陽的體量，還足夠燃燒大約至少20~30億年，之后還能燒，只不過將會變成紅巨星，再變成白矮星，那個是很久以后的事情了。

太陽上這種聚變反應(yīng)叫質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)，看似每天都在發(fā)生，但要在地球上模擬這個反應(yīng)幾乎是不可能的，因為實現(xiàn)這個條件太難了！因此目前人類在突破的主要是氘-氚的核聚變反應(yīng)，這是氫的兩種同位素，聚變過程如下：

質(zhì)子之間都帶正電，極端的高溫可以提供熱運動突破庫倫斥力，當(dāng)然更高的壓力也可以，但除了太陽核心之外在地球上無法提供這種壓力，所以在“常壓”下需要更高的溫度，氘氚聚變的最低溫度是1.5 億攝氏度（1.5×10? K），當(dāng)然還有另一個指標(biāo)，就是保持溫度的時間，這三個要素就是：溫度×密度×約束時間，即nTτ！

目前公認(rèn)的 “點火閾值”（反應(yīng)能量自給自足的最低標(biāo)準(zhǔn)）約為1021m^-3?K?s（即1億度?1021 粒子/立方米?1秒）

那么目前全球最頂尖的水準(zhǔn)是多少呢？2025年1月20日，中國的EAST裝置成功實現(xiàn)了上億度1066秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行。

看來距離核聚變只差一步之遙了！但是種花家要告訴你，這個等離子體的密度還只有1.2 x 10^20/m^3，至少還有數(shù)量級差異，當(dāng)然盡可能增加約束時間也可以增加了碰撞概率，也是目前最容易做到的一個突破方向。

BEST到哪個程度了：真可以并網(wǎng)發(fā)電了嗎？

央視的報道是這樣說的：

10月1日，中國核聚變裝置BEST建設(shè)取得關(guān)鍵突破，杜瓦底座成功完成吊裝，標(biāo)志著這一大國重器正式進(jìn)入主機組裝的全新階段。BEST將首次在國際上驗證演示核聚變發(fā)電，有望在2030年通過核聚變發(fā)電點亮第一盞燈！

很多媒體都在說，BEST將會實現(xiàn)發(fā)電，電能很快就會取之不盡了！這樣理解各位就無解了，因為BEST只會進(jìn)行增值測試以及發(fā)電測試，這個發(fā)電測試的意思是象征性的發(fā)電，相當(dāng)于實驗室驗證下這個發(fā)電過程是否可行，如果可行的話就會建造實驗堆，如果不可行的話還需要重新設(shè)計發(fā)電方案。

所以BEST方案就算發(fā)電了也不會商業(yè)，甚至BEST的下一代CFTER也只是實驗堆，就是在BEST的基礎(chǔ)上繼續(xù)論證商業(yè)發(fā)電的可行性，要等到CFTER沒有問題后才會商業(yè)化推廣，這個時間節(jié)點，如果能在2050年前完成就已經(jīng)非常了不起了。

另一個是BEST還要驗證一個理論，氚的增殖反應(yīng)！氘氚核聚變，能量確實非常巨大，從理論上看，1克氘氚完全反應(yīng)的能量相當(dāng)于9.39萬度電，2024全中國用電量為98521億千瓦時，只需要105噸氘和氚，是不是很牛逼？

但是問題來了，氘也就是重水，當(dāng)“高能燃料”算簡直就像不要錢，但氚就非常貴了，一克氚價格得3~4萬美元，相當(dāng)于20~30萬人民幣，卻只能換回9萬度電，這個價格是不是相當(dāng)不劃算？

更要命的是氘氚反應(yīng)的理論核質(zhì)量比約為 2:3，但考慮實際燃料形態(tài)（雙原子分子）和工程經(jīng)濟性，工程應(yīng)用中采用的最佳質(zhì)量比約為1:2。這一比例能確保兩者粒子數(shù)接近1:1，也就是說一克氘氚混合物中，氚得0.66666克，氘只要0.333333克，貴的還是大頭，這是不是就沒啥意義了？

種花家算了下，發(fā)電差不多得2塊錢一度，還是完全轉(zhuǎn)換的成本價，要是分?jǐn)傁卵邪l(fā)、建設(shè)以及折舊的費用，估計得8~10塊錢一度，這核聚變的電誰用得起??？所以這個氚可不能人工制造，而是要讓聚變自己生成！這就是傳說中的增值反應(yīng)：

一個氘核和一個氚核反應(yīng)會生成一個中子，正常情況下這個中子不帶電無法被磁場捕獲，撞擊內(nèi)壁造成材料嬗變具有放射性，所以需要用內(nèi)壁屏蔽，這個內(nèi)壁就是所謂的第一壁，技術(shù)要求很高哦！

但是還有另一條路子，鋰-6或者鋰-7在吸收一個中子后會生成一個氚核，其翻譯過程如下圖：

這是鋰-6的反應(yīng)，反應(yīng)截面比較寬，是比較理想的生產(chǎn)氚的原料，鋰-7也可以，但反應(yīng)界面比較窄，不過鋰-7就是天然鋰的主要成分，占比92.5%，所以用大部分鋰-6加部分鋰-7做成“反向”天然鋰“合金”，當(dāng)反應(yīng)堆的“第一壁”，直接生成氚，以形成增殖自持反應(yīng)。對了，氫彈中的氚也是這樣生成的，只不過提供中子的是原子彈爆炸過程。

那么鋰-6的價格是多少呢？豐度95%、純度 99% 的氟化鋰-6大概是30萬元/千克，這比直接生產(chǎn)氚的成本瞬間就縮小了1000倍，從2塊錢一度電變成了0.002元一度，也就是0.2分一度，這個價錢，那就可勁造吧，隨便用，哥我請你家用電一年都沒啥問題！