這個(gè)問題縈繞在我的腦海好久了，有一個(gè)大致的認(rèn)知，不藏著掖著,，作為引子,，很想與大家一起討論，權(quán)當(dāng)做一次物理作業(yè)吧,。值得反思的幾個(gè)方面

儲(chǔ)能電站可行性研究報(bào)告,，未來可控核聚變會(huì)如何發(fā)展？

這個(gè)問題縈繞在我的腦海好久了,，有一個(gè)大致的認(rèn)知,，不藏著掖著，作為引子,，很想與大家一起討論,，權(quán)當(dāng)做一次物理作業(yè)吧。

可控核聚變的基本方針是：基于“少投多產(chǎn)”之經(jīng)濟(jì)原則與“無核廢料”之安全原則,，研制出可持續(xù)的核聚變反應(yīng)裝置,。

為什么核裂變很容易研制出來呢？根本原因是鈾235或到鈈238只要為數(shù)不多的數(shù)千克即可達(dá)到“臨界質(zhì)量”指標(biāo),。但是,，核聚變氫彈的核燃料氘氚沒有“臨界質(zhì)量”的特性參數(shù)，需要用核裂變做為“彈芯”作為點(diǎn)火裝置,。

為什么核裂變電廠很容易研制出來呢,？我想，關(guān)鍵是：核燃料鈾238或到鈾235與鈈239具有天然的可持續(xù)的放射性,，是典型的大規(guī)模的熵增加機(jī)制,。

根據(jù)熱力學(xué)第二定律：低能密狀態(tài)不可能自發(fā)趨向高能密狀態(tài)，通俗的講：水只能向低處流,。否則就必須額外投入能量,，例如，用泵把低處的水壓上高樓,。

氘與氚,，作為核聚變的燃料，如果要聚合成氦并釋放中子,，就必須持續(xù)提供超高點(diǎn)火溫度,。顯然：氦原子能密遠(yuǎn)高于氘氚能密，氘氚的核衰變沒有聚變成氦的臨界質(zhì)量,。這和核裂變發(fā)電的理論基礎(chǔ)是截然不同的,。

理論上，筆者最不希望發(fā)生的無情邏輯是：只要提供足夠的點(diǎn)火溫度,，持續(xù)性的核聚變當(dāng)然是可以“造”出來的,。例如,，我國領(lǐng)先的小太陽工程，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了1000秒的持續(xù)反應(yīng),。但是,，無論是美國法國的慣性約束還是我國的磁約束，就投入產(chǎn)出而言,，都是“得不償失”,。

技術(shù)上，核聚變發(fā)電站也是有諸多極具挑戰(zhàn)的困難重重,。以下是筆者整理的可靠性資料,。

1）核聚變釋放的能量比核裂變更大。2）無高端核廢料,，可不對(duì)環(huán)境構(gòu)成大污染,。 3）燃料供應(yīng)充足。

地球上重氫有10萬億噸,，每1升海水中含30毫克氘,，而30毫克氘聚變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于300升汽油。 海水中每6500個(gè)氫原子有1個(gè)氘原子,，氘總量約45萬億噸,。1升海水所含氘完全聚變所釋放的聚變能相當(dāng)于300升汽油燃料的能量。按世界消耗的能量計(jì)算,，海水中氘的聚變能可用幾百億年,。

氘，極其豐富：海洋每6500個(gè)氫有1個(gè)氘,，意味著海洋是極大量氘的潛在來源,。僅1L海水有1.03×10^22個(gè)氘原子，每1噸海水中氘原子潛在能量相當(dāng)于燃燒13600億桶原油的能量,，約為地球上蘊(yùn)藏的石油總儲(chǔ)量。1升海水中提取的氘進(jìn)行核聚變放出的能量相當(dāng)于300升汽油燃燒釋放的能量,。

氚,，可由鋰造。鋰主要有鋰-6和鋰-7兩種同位素,。鋰-6吸收1個(gè)熱中子后,，可變成氚并放出能量。鋰-7要吸收快中子才能變成氚,。地球鋰儲(chǔ)量比氘少得多,，有兩千多億噸。用它來制造氚,，足夠用到使用氘氘聚變年代,。 在可預(yù)見地球人類生存時(shí)間內(nèi),，水之氘足以滿足人類幾十億年的能源需求。

反應(yīng)要求與技術(shù)要求極高,。太陽靠核聚變反應(yīng)給太陽系光和熱,，中心溫度達(dá)1500萬度，另有巨大壓力能使核聚變持續(xù)反應(yīng),，地球上無法獲巨大壓力,，只能提高溫度來補(bǔ)償，溫度要到上億度,，沒有材料能承受,，只能靠強(qiáng)磁場約束，由此有磁約束核聚變,。 對(duì)于慣性核聚變,，核反應(yīng)點(diǎn)火也成為問題。

不過2010年2月6日,，美國利用高能激光實(shí)現(xiàn)核聚變點(diǎn)火所需條件,。也有“神光2”將為我國的核聚變進(jìn)行點(diǎn)火。 聚變反應(yīng)中子的麻煩：在于中子可以跟反應(yīng)裝置的墻壁發(fā)生核反應(yīng),。用一段時(shí)間之后就必須更換,，很費(fèi)錢。而且廢棄墻壁可能有放射性,，取決于壁材選擇,，成了核廢料。氚有放射性,，也可能跟墻壁反應(yīng),。

核聚變，由于要求“水向高處流”,，需要免費(fèi)供應(yīng)像太陽一樣的超大引力場,，才能實(shí)現(xiàn)持續(xù)性的反應(yīng)，熱力學(xué)第二定律不可違,，質(zhì)能轉(zhuǎn)換方程不可信,。

一次性用核裂變引爆核聚變的可行性模式，不可以類推到持續(xù)性實(shí)現(xiàn)核聚變,。上帝不會(huì)嬌慣給人類用之不竭的能源,，天上不會(huì)掉餡餅。

物理新視野,，旨在建設(shè)性新思維,，共同切磋物理/邏輯/雙語的疑難問題。

自家使用太陽能發(fā)電有沒有可行性,？

按照目前的建光伏電站的成本以及國家的政策,，自家建光伏電站是可行的,，目前的建光伏發(fā)電站的成本在4塊/W左右（具體取決于環(huán)境和電站的規(guī)模），1w一年大約能發(fā)1.2度電（按湖南2017年光照情況取平均值）,，電網(wǎng)回收是0.45元/度,，國家補(bǔ)貼是0.32元/度，還有省補(bǔ),、市補(bǔ)等（省補(bǔ)和市補(bǔ)每個(gè)地不同,，國家補(bǔ)貼預(yù)計(jì)會(huì)調(diào)到0.27元/度），0.45+0.27=.072元/度（這還不算自己使用電的差價(jià),，一般自用電至少0.588元/度,，如果階梯電價(jià)最高達(dá)0.9元/度，有了以上數(shù)據(jù),，大家可以算算,，自家可不可建太陽能電站！ （個(gè)人意見,，如有不同意見,，請(qǐng)理性發(fā)言！）

新能源汽車的廢棄電池污染問題怎么解決,？

12月18日,，《京津冀地區(qū)新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用試點(diǎn)實(shí)施方案》正式發(fā)布，這一實(shí)施方案預(yù)計(jì)將在2020年前建成一個(gè)合理,、有序回收蓄電池的體系,，同時(shí)營造一個(gè)良好的新能源后市場環(huán)境。那么,，究竟新能源蓄電池處理的難點(diǎn)在哪,？這一方案又能否促成電池回收體系的進(jìn)一步完善和管理？

回收責(zé)任難明確,，產(chǎn)業(yè)鏈條難合閉

新能源車蓄電池難處理的第一個(gè)問題就在于回收責(zé)任的不明確上,。雖然早在2017年10月，提交世貿(mào)組織公示的《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》里就已經(jīng)指出汽車生產(chǎn)企業(yè)將承擔(dān)動(dòng)力蓄電池回收的主體責(zé)任,，保障動(dòng)力蓄電池的有效利用和環(huán)保處置,。

但落實(shí)到實(shí)際里，車企真正回收的蓄電池?cái)?shù)量相當(dāng)少,。這一方面是因?yàn)槭袌龅拇蟓h(huán)境所導(dǎo)致的，缺乏監(jiān)管和明確的法律進(jìn)行支撐,；另外一方面就是產(chǎn)業(yè)鏈條的不閉合,，回收體系的不完善導(dǎo)致許多二手電池被小作坊和黑心商人所回收并謀取暴利。這就導(dǎo)致了從回收的一開始,，新能源蓄電池這個(gè)后市場就已經(jīng)問題重重,。

電池處理成本高,，錯(cuò)誤實(shí)行危害大

新能源車的蓄電池回收不僅僅在于回收，還在于后續(xù)的處理上,。對(duì)于部分可重復(fù)使用的高端電池來說問題不大,，但是對(duì)于價(jià)值低的報(bào)廢電池而言，如何去處理顯然已經(jīng)成為一個(gè)相當(dāng)棘手的問題,。特別是電池回收之后,，要是不對(duì)報(bào)廢電池進(jìn)行有效處理，不對(duì)梯次利用電池積極跟蹤那就是沒有用的,。而完成以上兩個(gè)要求所要花費(fèi)的成本恐怕并不小,，車企從中也很難獲利。

其實(shí)從技術(shù)上來說,，蓄電池處理并不難,，鈷、鎳等元素可以通過化學(xué)手段處理,，負(fù)極材料中利用價(jià)值較低的材料進(jìn)行物理處理便可,。想要真正推動(dòng)市場和車企去做，還得是政府牽頭,。自2013年新能源市場起步至今,，許多電池已經(jīng)到達(dá)使用周期，倘若沒有得到正確處理,，那其帶來的污染危害將是空前巨大的,。

試點(diǎn)實(shí)行顯重視，自主車企做模范

此次京津冀的蓄電池回收試點(diǎn)方案可以說對(duì)于構(gòu)建一個(gè)合理有序的蓄電池回收體系有著積極意義,。這也體現(xiàn)了京津冀地區(qū)在這方面的一個(gè)重視程度,，如果后續(xù)能夠驗(yàn)證這個(gè)方案的可行性并得以全國推廣，那將會(huì)在很大程度上改變現(xiàn)有的電池回收窘?jīng)r,。

同時(shí)也應(yīng)該注意到,，不少企業(yè)都已經(jīng)開始進(jìn)入這一領(lǐng)域，像自主品牌中的北汽新能源,、比亞迪等車企,，又或者是邦浦循環(huán)科技、格林美等廢舊電池的處理和回收公司,，都在蓄電池的回收和處理里起到了模范帶頭作用,。

小結(jié)：雖然就目前來看，我國在新能源汽車蓄電池的回收和處理方面還是存在不少問題,，但就這次的試點(diǎn)方案來看,，未來對(duì)于電池的回收處理還是相對(duì)樂觀，廢棄電池能得到妥善處理,，不再污染環(huán)境,。只是最終方案能否取得成效,，還得看后續(xù)跟進(jìn)和實(shí)際效果。

究竟應(yīng)該依靠什么行業(yè),？

未來的經(jīng)濟(jì)增長必須靠制造業(yè),。

人類以農(nóng)耕為主轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)為主，一共經(jīng)歷過三次工業(yè)革命,。

第一次工業(yè)革命在18世紀(jì)60年代由英國人所引領(lǐng)的蒸氣機(jī)革命,。初步實(shí)現(xiàn)機(jī)器替代人力。輪船,，火車,，汽車，因此有了動(dòng)力,，跑得遠(yuǎn),，跑得快，運(yùn)輸?shù)酶?，效力更高,，這個(gè)算是主流內(nèi)涵了。

第二次工業(yè)革命是19世紀(jì)中期主要由歐州,，美國,，及曰本的資產(chǎn)階級(jí)發(fā)起，解決了電力發(fā)展應(yīng)用的革命性難題,，稱之為電氣時(shí)代,。

第三次工業(yè)革命是20世紀(jì)四五十年始，由美國,，前蘇聯(lián),，及歐洲所引領(lǐng)的，以原子能,，電子計(jì)算機(jī),，空間技術(shù)，生物工程的發(fā)明和應(yīng)用,。

第四次工業(yè)以經(jīng)開始,，并以5G技術(shù)為主導(dǎo)的通信，虛擬,，人工智能,，以及量子通信等技術(shù)改變?nèi)藗兊纳睢ｎI(lǐng)導(dǎo)世界發(fā)展方向,。

在未來的十幾二十幾年中,，經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)一定會(huì)圍繞在高科技領(lǐng)域，及其周邊配套行業(yè)。

說一個(gè)大家看得見,，摸得著的吧。那就是人工智能,，與此相關(guān)的就有工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn),，制造，程序設(shè)計(jì),，編程,，應(yīng)用，電氣產(chǎn)品,，維修等多個(gè)主體或周邊產(chǎn)業(yè),。

還有就是工業(yè)機(jī)器人及工程機(jī)械與5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合后的，遠(yuǎn)程操控等等N多個(gè)方向,。

因此,，有龐大的市場需求，也就需要非常多的相關(guān)人才,，那么,，如果我們不與時(shí)俱進(jìn)，學(xué)習(xí)新的知識(shí),，就將被時(shí)代所淘汰,。

所以制造業(yè)就是人類前進(jìn)的重要推動(dòng)力，也是其他行業(yè)發(fā)展的根本,，與持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),。

試想一下，沒有制造業(yè),，人們將失去工作,，沒有工作就沒有經(jīng)濟(jì)來源，沒有經(jīng)濟(jì)來源就沒有消費(fèi),，沒有消費(fèi)就不會(huì)有任何其他行業(yè),。

為何不能在陸地鋪設(shè)電磁彈射跑道？

不管是早期的蒸汽彈射器還是最新的電磁彈射器,，使用國都在陸地上建有彈射器測試場,。 隨著21世紀(jì)的到來，蒸汽彈射器已經(jīng)落后了,。龐大的系統(tǒng)需要大量的人力來操作和維護(hù),，它們已經(jīng)達(dá)到了極限，尤其是當(dāng)飛機(jī)繼續(xù)增加重量的時(shí)候,。電磁彈射器將需要更少的人力來操作和提高可靠性,，電磁彈射通過對(duì)機(jī)身更溫和來延長飛機(jī)的使用壽命。

發(fā)射一架飛機(jī)所需的蒸汽量取決于飛機(jī)的重量，一旦發(fā)射開始,，就無法進(jìn)行調(diào)整:如果使用太多的蒸汽,，連接在彈射裝置上的前輪起落架可能會(huì)從飛機(jī)上脫落。如果使用的蒸汽太少,，飛機(jī)將達(dá)不到起飛速度,，并會(huì)掉入水中。另一方面,，用于電磁彈射的發(fā)射控制系統(tǒng)將知道飛機(jī)在發(fā)射過程中的任何時(shí)刻應(yīng)該具有什么速度,，并且可以在該過程中進(jìn)行調(diào)整，以確保飛機(jī)將在期望起飛速度的4.8公里/小時(shí)以內(nèi),。

電磁彈射器可以每45秒發(fā)射一次,。每一次三秒鐘的發(fā)射可以消耗高達(dá)1億瓦的電能，大約相當(dāng)于一個(gè)小鎮(zhèn)在相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能,。這需要一個(gè)發(fā)電廠,，航母核反應(yīng)堆正好能提供這樣的電力。在為電磁彈射器開發(fā)的艦載發(fā)電機(jī)中,，電能儲(chǔ)存在轉(zhuǎn)速為6400轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)子中,。當(dāng)發(fā)出發(fā)射命令時(shí)，發(fā)電機(jī)以2到3秒的脈沖輸出能量,，就像氣球放出的空氣爆發(fā)一樣,。隨著電力的耗盡，發(fā)電機(jī)速度變慢,，發(fā)電量穩(wěn)步下降,。但是在發(fā)射之間剩下的42秒鐘里，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)回到滿負(fù)荷,，準(zhǔn)備釋放另一股能量,。

根據(jù)美國海軍空戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室的比例模型，設(shè)計(jì)者開發(fā)了構(gòu)建電磁彈射器原型所需的電子硬件和軟件,，它可以在30米長的跑道上,，在3/4秒內(nèi)將自重測試物品加速到265公里/小時(shí)。

相對(duì)于陸地機(jī)場,，航母空間狹小,，艦載機(jī)多大80～100架，四個(gè)起飛跑道加上電磁彈射器,，能最大程度提高起飛量和速度,，這是最好也是最經(jīng)濟(jì)的辦法，否則安裝陸地機(jī)場的規(guī)格,，航母甲板將要放大十幾倍,，航母排水量將達(dá)到一百多萬噸，這是任何國家不能承受的。電磁彈射器可以用到陸地機(jī)場,，但空軍飛機(jī)設(shè)計(jì)和海軍有很大區(qū)別,，根本不能承受起飛的加速度，需要機(jī)身和起落架加固,，這就增加了空軍飛機(jī)的成本和限制了機(jī)動(dòng)性能,，得不償失。電磁彈射器可以在空間狹小的島嶼機(jī)場有用武之地,，艦載機(jī)能在這些機(jī)場起飛作戰(zhàn)。