找一塊空地,不斷的進行小型核爆來發電，靠譜嗎？

01-14

能否以此為基礎建設一個巨大的聚變發電廠？

核爆電站的主要問題是核爆炸中裂變材料的利用率不夠。

每公斤可裂變材料完全裂變可以釋放出約2萬噸TNT當量或者1GWd的能量，而一枚核武器至少需要4kg高純度的武器級鈈，或者更多的高濃鈾。而在核反應堆當中，不需要這麼高純度的鈈（反應堆級鈈用於核武器需要複雜的設計）和鈾，可以實現相當於鈈239或鈾235丰度的燃耗（考慮到部分可轉換核素鈾238轉換為鈈參與核反應，3.3%丰度燃料可以實現33GWd/t的燃耗，幾乎相當與易裂變核100%的利用率——如果不考慮濃縮過程尾料損失的話）。

另外還有核武器使用的熱核材料生產問題，小型化、高裂變材料的核武器需要大量昂貴的氚作為武器材料，如果不在核爆炸過程中實現氚的大量增殖（聚變堆是靠堆外包層實現），氚的大規模生產需要大規模的反應堆堆內照射和後處理，成本極高（理想情況下，生產3克氚消耗的1mol中子可以生產239克鈈）。

也就是說如果單次核爆炸當量小於80kt，就必須考慮從核爆炸的殘餘物質中分離鈈、鈾這類未裂變的核材料，並且必須從中回收增殖的氚，這是一項比反應堆乏燃料後處理還複雜的問題——意味著工質不能使用水，鈈和鈾在水中可能局部沉澱並臨界，氚更無法回收。

所以說核爆核電站必須實現這樣幾個條件：

單次核爆炸當量需要儘可能大，並且建立能夠對此當量爆炸解耦的空腔——從核材料利用率考慮，需要達到80kt以上，這超過了大部分地下核試驗的當量，需要更大的埋深；

實現核爆炸能量的緩衝問題，儘可能將爆炸的熱衝擊和衝擊波弱化；

解決大當量核爆炸空腔的封閉問題，以實現核爆炸能量的利用，並且解決爆炸後剩餘裂變材料，增殖氚的回收——實際上地下核試驗很少能實現完全的密封；

建立核燃料循環所需的循環內材料量要儘可能少，即循環儘可能快；

核武器設計可以使用更簡單的核材料（立足於該類型的燃料循環）和更低的成本，儘可能不使用氚——但不使用氚助爆和含氚次級會進一步增加爆炸當量。

我們的工程能力是很難滿足這些要求的。更廉價的核武器和試驗所需要的基於和平目的的核爆炸，在政治上也是不正確的。

蘇聯和美國在六七十年代核研發高漲的年代都討論過這一方案，最大的風險可能是核擴散的危險會很大：

為了控制爆室規模和安全係數並且保證產能平穩使用的氫彈規模很小，按下面的計算一年炸個一千多枚氫彈正常，並且才解決一個中大型城市的供電問題；
像這樣全球一年至少炸個十來萬枚氫彈哪怕百分之一的引爆裝置泄露（小型化核彈）也夠摧毀/污染掉地球上一半的規模城市；
並且從爆炸產物里回收寶貴的核裂變引爆材料什麼也是很大的困難。

當然這樣簡單粗暴的方案比現在計劃中的可控核聚變現實性要高很多，不管怎麼說，我下半輩子的能源問題有指望了。

5. 用於核爆氘能能源
人們預測，核電、石化能和太陽能，將是解決21世紀能源問題的三大支柱。核電目前已佔世界總發電量的17%，美國核電已佔本國總發電量的21.7%。但靠裂變反應的原子能電站也面臨著裂變材料的枯竭問題，鈾-235所能利用的時間不會比石油的供應時間長，大約最多能維持使用幾十年。世界能源不可能完全依靠裂變來解決。聚變能源尚有更多的技術障礙需要克服。人們在研製核武器過程中，自然會想到能否把核爆炸釋放的能量安全地轉化為電能，並且在利用過程中不會出現放射性污染，儘可能少用或不用放射性裂變材料和氚。1977年，蘇聯科學院院士А.А薩哈洛夫在紐約發表的《核能與西方自由》一文中，曾把解決聚變能源的希望寄托在地下核爆炸爆室里。九十年代初，在中俄和平利用核爆炸雙邊討論會上，曾提出了利用地下「純聚變」核爆炸建造地下聚變電站的大膽設想。設想如圖6.4所示。
圖6.4 地下聚變電站迴路示意圖

設想中的核爆炸發電，其基本技術要點如下：
在地下大空腔中反覆進行爆炸，重複使用。例如要建造一個10^6千瓦的地下核爆電站，聚變放能大於 90%，則可在地下建一個半徑為68～80米的爆洞。擴大爆洞空間還可以減弱衝擊波對洞壁的破壞效應。設計經濟合算的核裝置，最好不用氚和少用裂變材料。核裝置要有儘可能高的聚變份額，同時要求系統對氚、鈈、釷?233有較高的增殖因子。
全俄技術物理研究所已設計出只燒氘的核裝置，可達3萬噸TNT當量。實際上初選核裝置一般小於萬噸為好。
核裝置在洞內反覆爆炸，每次爆炸時往洞中噴液態鈉約2～4萬噸，以吸收大量爆炸能降低洞中溫度，且顯著減弱衝擊波強度。鈉作為工作介質，還要參與熱交換。建立核燃料回收系統，回收氘、氚、鈾、鈈、釷等核材料，以保證核燃料的循環使用。
由上可知，地下核爆電站一般由爆洞、核裝置生產廠、核燃料回收廠和發電廠組成。爆洞與鈉循環系統構成核爆電站的第一迴路。如何降低爆洞工作溫度和衝擊波的破壞作用，這是設計的關鍵問題。一般熱載體為鈉和鉀的混合物，熱端可達620 C，冷端可達50 C。可選用不鏽鋼作內襯，以花崗石作基岩。對於萬噸以下的核爆炸，80米半徑的爆洞洞壁的抗壓安全係數大於10。
1998年10月《核爆氘能能源學》的中譯版一書中，推薦建造實驗室型核爆燃燒鍋爐的參數如下：

核裝置約3千噸TNT當量。

爆炸頻率，原理試驗可為1次/月。如果發電能力120～240萬千瓦，可選擇10千噸TNT當量的核裝置，爆炸頻率每天6～12次。

爆室高度約130米，內半徑約40米，體積約5×10^5 立方米。

熱載體混合物Na+K，T ≈620 C，T ≈50 C。

循環質量約26千噸，總質量為75千噸。

混凝土體積為1.2×10^6 立方米。

鋼質量約250千噸。

科學家認為建造核爆電站技術上和工程上沒有不可克服的障礙，投資強度不會超過我國大亞灣一座90萬千瓦的核電站的投資額度。核爆電站消耗的僅是自然界中儲量豐富的氘、鋰和天然鈾，因此，核爆電站是取之不竭的燒氘新能源。當前和平利用核爆能源的最大障礙，是懷疑會不會造成核擴散和帶給人類社會不安定因素。但是隨著時間的推移，不可避免地出現能源匱乏，人類終將清醒地用理智思考和妥善解決能源枯竭的問題。核爆發電問題，可以在建立和加強廣泛而嚴密的國際監督機制的基礎上，控制其消極因素，為造福人類服務。

開發「核爆炸」的另一面——中國工程院彭先覺院士
核能的和平利用已經為我們所了解可能我們身邊每天用的電就是利用核能產生的。現在,威力無窮的核爆炸同樣可以為我們利用,而且可能就是在不久的將來。目前國際上已經開展了利用核爆炸發電的研究,對於核爆炸我們到底該如何利用?是否該懼怕核爆炸?為此我們採訪了一直致力於核爆炸研究的中國工程院彭先覺院士。科學中國人:利用核爆發電的研究是何時開始的?現在進展的如何?彭:早在60年代,美國LANL(洛斯阿拉莫斯國立實驗室)就提出了Pacer計劃,使氫彈在大鹽洞中爆炸,產生威力1萬噸級,當時並未考慮核燃料和循環問題。80年代末至90年代初,美國LLNL(勞倫斯利弗莫爾國立實驗室究)的A Szoke,R.W.Moir提出新的和平利用核爆炸能源概念,爆炸裝置威力2kt左右,用熔鹽作工作介質,並實現核燃料的循環90年代,俄羅斯全俄技術物理研究院ГА.伊凡諾夫等人於1997年發表了《核爆氘能能源學》一書,對核爆能源問題作了較全面的分析和討論。我國1993年在A... (本文共4頁) 閱讀全文&>&>
權威出處：《科學中國人》2005年06期

核裂變控制比較簡單，工業上也有了比較完備的技術，題主提到這種方法應用在裂變上是不划算的，成本比較高。你提的這個，思路上倒是和慣性約束核聚變是一樣的。與此相對的另一種聚變方式，叫磁約束核聚變。

聚變無非就是兩個輕原子核融合成一個重原子核，損失一部分質量，放出相應的能量。讓兩個原子核融合是很難的，要讓它們靠的很近。而原子核都帶正電，相互之間的排斥力是很大的。要克服這個排斥力使聚變持續發生，一般有兩種思路：一個是是加熱核燃料至上億攝氏度，通過高能的熱碰撞來克服斥力；另一個則是施加很大的壓力，將原子核硬壓在一起。

第一種思路衍生出了磁約束核聚變：把核燃料放到真空室中，用磁場使其「懸浮」，然後用微波等方式持續加熱至上億度。由於等離子體化的核燃料是被磁場約束住的，並不直接接觸材料，這樣才能保證持續運行。否則沒有任何容器能承受上億度的高溫。磁約束聚變的難點有三：1、維持等離子體的穩定，不要讓它熄火。目前中科院等離子所在磁約束技術上已經處於世界領先地位，EAST反應堆目前大概能在5000萬攝氏度下將等離子體維持幾十分鐘，但仍達不到商業聚變的要求（上億攝氏度）。2、反應堆材料要能抵抗聚變產生的14MeV中子輻照，否則材料用不了幾次就會出現開裂、腫脹等，是很大的安全隱患。目前還未研製出合適的抗輻照材料。3、聚變燃料氚不能在材料中滲透、滯留。否則影響氚的循環利用。一公斤氚價格大約在數億美金，全球年產量也才幾公斤。必須要循環使用才能持續運行。

第二種思路衍生出了慣性約束核聚變，這方面了解的不多，信息可能有誤：原理就是用高能激光高頻率的轟擊核燃料，每次轟擊能量很高，時間很短，產生的局部高壓來不及釋就產生了聚變爆炸。每次核爆規模都很小，從而實現能量的連續產出。慣性約束整體的實現難度要高於磁約束，因此並不被學術界看好。目前國內研究慣性約束的並不多，就聽說九院有一兩個相關的課題。比較有名的慣性約束研究機構是美國的國家點火設施（NIF）。

Magnetic confinement fusion-磁約束聚變

Inertial confinement fusion-慣性約束聚變

利用率太低，廢物處理太麻煩，功率不穩定，發電質量低下，很不靠譜

謝邀。

安全可控是小型化的優勢。

地熱發電更靠譜