作者gamer ()
看板ask-why
标题Re: [请益] 请问EMP到底如何破坏电子设备?
时间Fri Jan 15 23:24:28 2010
※ 引述《liu2007 (薯)》之铭言：
: 另外问个问题@.@
: 既然核融合在上个世纪已经可以实现
: 那麽至今为什麽还看不到应用呢? (除了炸烂地球之外)
: 是因为成本以及安全的问题吗??
热融合要用来发电目前认为比较可行的方式有两种，一种
是用甜甜圈型的电磁场将原子核封闭在中间产生反应，但是目
前实验的情况是输出能量没办法比输入能量大，所以没办法使
反应炉维持反应。第二种是用雷射，这种方式是将反应用的原
子做成燃料丸，然後从四面八方用雷射去点燃燃料丸，理论上
被拘束在中间的原子会因为受到外部的压力产生融合。不过目
前这种方法几乎都是失败，因为要能够精确的控制雷射同步去
点燃燃料丸并不是一件简单的事。
那最近的消息是美国国家点燃实验设施(National Ignition
Facility, NIF)打算用192个巨型雷射，这192个雷射会以1800万
焦耳的能量在一奈秒(十亿分之一秒)内照射燃料丸，使用产生核
融合反应。
来源连结:
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7972865.stm
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 122.123.244.244
1F：推 akura:现在热融合不但有输入大於输出的问题 还有到时要用什麽 01/16 01:40
2F：→ akura:形式输出能源的问题 01/16 01:41
3F：→ gamer:用磁场产生融合的方式有可能可以直接输出电能，效率比较好 01/16 02:07
4F：→ gamer:那如果是用雷射点燃的方式，大概就只能用热机的方式发电了 01/16 02:08
5F：→ gamer:只是这麽大功率的能量，势必效率会很差。 01/16 02:08
6F：→ daze:用核爆方式呢？ 挖个大坑收核爆的热能，再拿来当热源用？ 01/16 02:09
7F：→ gamer:目前没有材料可以容许这种严刻条件吧 01/16 02:11
8F：推 daze:嗯...100公尺厚的钢筋水泥？ 01/16 02:14
9F：推 haryewkun:楼上的问题我也想过，所以同问。 :) 01/16 02:15
10F：→ gamer:会熔掉。 01/16 02:16
11F：→ daze:坑的半径一公里之类的...规模做大一点。 01/16 02:16
12F：→ gamer:而且另一个问题是，即便真的把热留下来了，可以留下多少？ 01/16 02:17
13F：→ gamer:符合效益吗？会不会炸完了，结果只能提供火力电厂发电一天 01/16 02:18
14F：→ daze:当然会熔掉，但只要100公尺不要全部熔掉就好。 01/16 02:18
15F：→ gamer:那这样做核弹的钱和能源还比较多。 01/16 02:18
16F：→ daze:核爆掩体貌似很多国家都有盖过？ 01/16 02:19
17F：→ daze:至於效益就要计算看看了... 01/16 02:19
18F：→ gamer:除却熔化外，还有震波，不要说100公尺，1公里都会被扫平吧 01/16 02:19
19F：推 haryewkun:会熔掉这点不是很明白，中间可以放水吧？ 01/16 02:20
20F：→ gamer:那不一样吧，一个是从外部，一个是从内部。 01/16 02:20
21F：→ haryewkun:我的意思是说用水包住核弹而不是抱住整个机器 01/16 02:21
22F：→ gamer:我是回daze说的核爆掩体 01/16 02:22
23F：→ haryewkun:也就是说，用水来吸收氢弹爆炸时产生的能量 01/16 02:22
24F：→ haryewkun:嗯，抱歉 01/16 02:22
25F：→ gamer:就是烧开水发电啊，但是问题是要怎麽把这些烧开的水用来发电 01/16 02:24
26F：→ gamer:daze板友的想法是先把热储起来再用来烧水发电，有点像地热 01/16 02:24
27F：→ gamer:这样你就不能用水去降温，不然这些热就没办法利用了 01/16 02:25
28F：推 daze:直接用来烧开水也可以...不过如果能用较高储起来，热机效率会 01/16 02:25
29F：→ daze:比较好。 01/16 02:25
30F：→ gamer:直接用水的话是一定不行的，你要怎麽把水蒸汽用来发电？ 01/16 02:25
31F：→ daze:涡轮机？ 01/16 02:27
32F：→ gamer:用什麽热机不是重点，而是这些高压蒸汽要怎麽回收? 01/16 02:27
33F：→ gamer:没办法造一个这麽大的chamber来容纳氢弹吧 01/16 02:28
34F：→ daze:如果半径1公里的水球...广岛那颗大概可以让平均温度上升...千 01/16 02:32
35F：→ daze:分之三度？ 01/16 02:32
36F：→ daze:当然问题不在於平均而是在瞬间啦... 01/16 02:32
37F：推 daze:如果坑壁够强可以抵挡瞬间破坏的话... 01/16 02:41
38F：→ daze:嗯...密封顶部，高压蒸气跑不出去，只能留下来达到平衡。 01/16 02:42
39F：推 KanoLoa:呃，想像中就是一个很硬的大圆球，里面塞满水，然後在中心 01/16 02:46
40F：→ KanoLoa:引爆核弹....=口=""" 01/16 02:46
41F：推 daze:nod 01/16 02:48
42F：→ gamer:以现在的技术能力，嗯，应该没办法做到。 01/16 02:53
43F：→ gamer:你可以想像一个规模8.0以上的浅层地震会是什麽情况 01/16 02:53
44F：推 daze:也不见得要规模8.0吧...1000吨级的话，规模5.2。这样水球也可 01/16 03:05
45F：→ daze:以做小一点。 01/16 03:06
46F：→ daze:当然球要拿去戈壁沙漠埋起来...在台北搞就算规模5.2也受不了 01/16 03:07
47F：推 haryewkun:嗯，跟 KanaLoa大大的想法一样。 01/16 03:17
48F：→ haryewkun:似乎就是一个超大的汽缸内燃机，只是用液体代替空气 01/16 03:20
50F：→ HuangJC:不能用水了,要用重水,超重水;用固体好了..热融炎~ 01/16 03:22
51F：推 daze:融盐？ 01/16 09:00
52F：→ daze:不过规模的问题，让除了水以外的介质都很难... 01/16 09:02
53F：→ daze:半径100公尺的水球跟半径100公尺的盐球相比...？ 01/16 09:03
54F：推 HuangJC:岩浆;在低温时是固体.你说盐也可以,它也是固体.以前就听过 01/16 13:16
55F：→ HuangJC:重水,我不知是不是为了解决这问题,它能携带的热量较高? 01/16 13:16
56F：→ HuangJC:其实一如冷气的冷媒可以研究,这一题就是研究热媒.. 01/16 13:17
57F：推 daze:According to wiki, 重水每公斤约600USD... 01/16 15:39
58F：推 daze:重水堆的好处是可以不必浓缩铀，跟比热没啥关系。 01/16 16:03
59F：→ xiaoa:为何会"爆炸"? 热膨胀造成的喷发. 如果你想要让爆炸不把容器 01/17 01:16
60F：→ xiaoa:炸毁, 那就要提供大的空间. 结果, 这些能量就转变成"空"的膨 01/17 01:17
61F：→ xiaoa:胀. 那就是能量损失. 其次, 热能分散後要再度聚集起来发电.. 01/17 01:18
62F：→ xiaoa:一来转换率就会降低(因为温差变小), 二来有隔热的损耗 01/17 01:19
63F：→ haryewkun:可是，内燃机不也是用"爆炸"来推动活塞吗？ 01/17 01:29
64F：→ haryewkun:还是我对内燃机的设定理解有误呢？ 01/17 01:30
65F：推 HuangJC:把机械结构能承受的爆炸量化就能想像了.比如你希望内燃机 01/17 01:36
66F：→ HuangJC:转到几千转?拉到红线区没有? 01/17 01:36
67F：→ gamer:其实是不是爆炸不是重点，严格说起来那也不叫爆炸。 01/17 03:16
68F：→ gamer:那这种方式其实完全不用考虑内燃机，一点机会都没有。 01/17 03:19
69F：→ gamer:1.内燃机要能提供稳定的输出必须要有稳定的能量供应，爆炸只 01/17 03:20
70F：→ gamer:有一瞬间，即便其能量再大，也没办法被利用在活塞做功上，都 01/17 03:21
71F：→ gamer:是散失到其他地方去了。 01/17 03:21
72F：→ gamer:2.不可能做出那麽大的内燃机引擎，这个东西非常讲究散热和气 01/17 03:22
73F：→ gamer:密性，就算真的找出一种可以耐这麽高温的材料或是可以把温度 01/17 03:23
74F：→ gamer:降到可接受范围的功作流体，要做个发电厂大小的内燃机引擎 01/17 03:24
75F：→ gamer:要做成几千几百个汽缸，而每一个汽缸在做功的时候都要保持温 01/17 03:26
76F：→ gamer:度不能过高，只要其中一个汽缸出错，整个引擎就掰掰了 01/17 03:26
77F：→ gamer:这样为什麽根本就没有大型内燃发电机的原因。 01/17 03:27
78F：→ gamer:机构太复杂，效率太差，成本太高。 01/17 03:27
79F：推 HuangJC:点燃月球好了,把月球做成物理的'超级电容器',点燃一次可以 01/17 03:50
80F：→ HuangJC:缓慢释放个十年,在十年里慢慢利用充电电池把能量运回地球~ 01/17 03:50
81F：推 haryewkun:嗯……其实我还是不明白（我在机械这方面是大外行） 01/17 04:29
82F：→ haryewkun:请问有版友愿意进一步说明吗？（比如为何要有几千气缸） 01/17 04:30
83F：→ haryewkun:在此先谢 :) 01/17 04:30
84F：推 sam75319:目前核融合技术是利用磁场将电浆锁在环形反应炉内 01/17 12:31
85F：→ sam75319:因此可以维持很高的温度而不会融化 01/17 12:32
86F：→ sam75319:氢弹沙皇炸弹等...虽然也是合融合，但是那是无法控制的 01/17 12:34
87F：→ sam75319:因此才要使用反应炉加以控制 01/17 12:34
88F：→ sam75319:内燃机是在汽油弹发明後发明 01/17 12:35
89F：→ sam75319:核融合反应炉是在原子弹发明後发明 01/17 12:36
90F：→ sam75319:核分裂...上面打错了 01/17 12:36
91F：→ sam75319:因此，核融合反应炉也因该是在氢弹发明後才会发明 01/17 12:37
92F：→ sam75319:当然要控制越大的能量就要越多的技术 01/17 12:37
93F：→ sam75319:专家估计50年内核融合反应炉就能达到商业化了 01/17 12:38
94F：推 sam75319:点燃月球应该不可能吧= = 01/17 12:46
95F：→ sam75319:月球都是岩石成分，怎麽点燃?而且太空没空气 01/17 12:48
96F：→ sam75319:就算点燃了，不会散射到太空吗? 01/17 12:49
97F：→ sam75319:要怎麽把燃烧後的能量转成电能，又怎麽储存这些店能都是 01/17 12:49
98F：→ sam75319:大学问耶~~ 01/17 12:50
99F：→ sam75319:如果能建造包覆核子弹爆炸的建筑，乾脆拿去做风力机吧~ 01/17 12:51
100F：→ sam75319:一台2M，应该能造个好几千万台出来了~~ 01/17 12:51
101F：→ gamer:要这麽多汽缸是因为单一汽缸的大小有其极限(现在通常最多做 01/17 14:21
102F：→ gamer:到500~600cc)。超过这个大小在散热和进排气上的效率都会变差 01/17 14:22
103F：→ gamer:连带使得引擎效率也变差 01/17 14:22
104F：推 sam75319:现在火力发电机只有小型的才用汽缸引擎，大型的都用涡轮 01/18 09:31
105F：推 daze:内燃机一点也不适合阿... 01/18 18:55
106F：推 daze:如果在一个半径100公尺的水球中心引爆1吨TNT的传统炸弹，墙壁 01/18 19:03
107F：推 daze:的承受能力应该不会是个问题。但1吨TNT只能让水温上升万分之 01/18 19:06
108F：→ daze:二度。假设连续引爆一百万次，200度的温差，应该足以拿来工作 01/18 19:10
109F：→ daze:。如果墙壁能承受10吨TNT，则只需要十万次。能承受100吨，则 01/18 19:12
110F：→ daze:只需要一万次。 01/18 19:12
111F：推 daze:当然，用传统炸药来作这件事是毫无意义的。 01/18 19:15
112F：→ daze:那麽问题在於，氢弹的最小当量跟墙壁能承受的最大当量间，有 01/18 19:16
113F：→ daze:没有交集，使得这种吃力不讨好的烧开水能够用氢弹来进行？ 01/18 19:18
114F：推 daze:至於效率...如果这样发电的价格是火力发电的3倍，也许有派上 01/18 19:25
115F：→ daze:用场的一天，考虑到氘的存量。如果是一百倍，只好拿去垃圾桶 01/18 19:26
116F：推 nidor:一般来说，液体包覆是增加爆炸震波威力的办法.... XD 01/18 19:27
117F：推 daze:嗯...那空气球呢？ 01/18 19:30
118F：推 haryewkun:想了想，内燃机要考虑进排气，但核弹应该不需要空气？ 01/19 08:02
119F：→ haryewkun:氢弹的能量是来自核融合，而不是来自化石燃料。 01/19 08:02
120F：→ haryewkun:至于水温，内燃机的原理不是以空气的膨胀来推动活塞吗？ 01/19 08:04
121F：→ haryewkun:我想象的情况是，在一个庞大的密封空洞中，点燃一枚氢弹 01/19 08:06
122F：→ haryewkun:，剧烈膨胀的空气（液体）往外流动，推动涡轮发电机。 01/19 08:08
123F：→ haryewkun:如果墙壁不能承受，就把空洞做得更大一点。 01/19 08:09
124F：→ haryewkun:只要空洞保持密封，里面的能量就不会流失。 01/19 08:12
125F：→ haryewkun:请问这样做，问题会出现在什麽地方呢？ 01/19 08:13
126F：推 HuangJC:问题出在细节,而且完整细节要定义很多名词来沟通;点燃月球 01/19 10:44
127F：→ HuangJC:前面我提时,就有人提及空气了.我想说那是长篇大论,且也只 01/19 10:45
128F：→ HuangJC:是幻想,不值深究. 01/19 10:45
129F：→ HuangJC:能量释放的梯度很重要;初期太猛则机构损毁,末期太弱则没有 01/19 10:47
130F：→ HuangJC:价值;除非把核弹做成多缸汽机(且必需有时相),那太美妙了 01/19 10:47
131F：推 daze:如果不打算利用爆炸的瞬间威力，而只是利用热能，虽然会比较 01/19 12:57
132F：→ daze:无效率，但不太需要考虑机构损毁的问题。 至於末期太弱...把 01/19 12:58
133F：→ daze:工作温度维持在一定的高度，过低就再爆一颗吧。 01/19 12:59
134F：→ daze:细节决定成败。嗯。 01/19 13:00
135F：推 daze:回过头来，甜甜圈法应该也是用来烧开水吧？还是有其他途径？ 01/19 13:02
136F：→ gamer:内燃机的工作流体是空气，只要是内燃机就需要空气。 01/19 13:04
137F：→ gamer:不然piston要用什麽推动作功？ 01/19 13:05
138F：→ gamer:涡轮机的话要看你怎麽做，你的想法原则上还是不可行 01/19 13:06
139F：→ gamer:因为这种做法要嘛导入的空气速度太快造成叶片损毁，要嘛太慢 01/19 13:07
140F：→ gamer:能量散失掉。最重要的问题还是一样，这种一次性的爆炸没办法 01/19 13:08
141F：→ gamer:提供一个稳定的能量输入使热机做功。 01/19 13:09
142F：推 haryewkun:我还是不明白，细节姑且不论，但原则上不可行的原因是？ 01/19 14:14
143F：→ haryewkun:如果空气速度太快，空洞应该可以做大点或者以液体代替； 01/19 14:15
144F：→ haryewkun:如果空气速度太慢，空洞应该可以做小一点吧。 01/19 14:15
145F：→ haryewkun:每颗氢弹所爆发的能量应该不会有这麽大的误差吧？ 01/19 14:16
146F：推 HuangJC:那就是细节啊,你已经想到可变容积,活动扇叶了.. 01/19 14:16
147F：→ haryewkun:至于空气方面，我是指核弹不需要氧气助燃。要吸收爆炸的 01/19 14:17
148F：→ haryewkun:推动力就不一定要用空气。 01/19 14:18
149F：推 HuangJC:前面我指要做出物理上的超级电容器;应该说只要储能就可以 01/19 14:19
150F：→ haryewkun:Huang：我以为细节是指多少立方尺的空洞、墙壁抗力之类 01/19 14:19
151F：→ HuangJC:比如脚踏车的飞轮,如果你可以把瞬间动能储入飞轮,它能转很 01/19 14:19
152F：→ HuangJC:久;若我们把月球打成太空陀螺,在变慢前都可以抓出旋转动能 01/19 14:20
153F：→ HuangJC:细节涵盖多少范围我还不知咧;另外问题不只在每次爆炸的差 01/19 14:21
154F：→ HuangJC:异,而在爆炸初期到末期的差异,梯度指这个.我得确认你知道 01/19 14:22
155F：→ HuangJC:这个字眼.一部阿凡达写一本书,这个工程肯定是更大本的书 01/19 14:22
156F：→ HuangJC:二行程摩托车可以感觉一跳一跳的,多缸气机才较平顺 01/19 14:23
157F：推 daze:把月球打成太空陀螺...真的是个宏大的构想。我有种写小说的冲 01/19 17:26
158F：→ daze:动。 01/19 17:26
159F：→ daze:这样子会连带造成地球自转变快...又是一个梗。 01/19 17:27
160F：推 HuangJC:细节还是想不完,不过太空陀螺可以储能,成功了吧 XD 01/19 17:31
161F：→ HuangJC:我本来是想抓一颗慧星打出去的,但下次见到它要几十年後啊~ 01/19 17:32
162F：→ HuangJC:如果你可以连发打出慧星,一年一颗连打76年的话~ 01/19 17:34
163F：推 HuangJC:其实太阳上也没有空气,但太阳是被点燃的;我前面点燃月球的 01/19 17:40
164F：→ HuangJC:细节应该不必讲太多.有空气的是地球.如果太阳渐渐变冷,那 01/19 17:40
165F：→ HuangJC:地球会不适居住,但挪近一点温度又适合了.我指的便是利用变 01/19 17:41
166F：→ HuangJC:距太空站,在适当距离援引月球热能.利用距离解决梯度问题 01/19 17:41
167F：推 daze:话说月球的转动惯量又太大了...一发沙皇炸弹的全部能量，大概 01/19 17:50
168F：推 daze:是月球自转速度的-5个数量级。如果能有效提取这麽小的角速度 01/19 17:54
169F：→ daze:，那也不必放那发氢弹，直接把月球的角速度提出一点点来用就 01/19 17:55
170F：→ daze:好了。 01/19 17:56
171F：→ daze:去小行星带抓一颗小行星来地球轨道放着打陀螺好了？ 01/19 17:58
172F：推 HuangJC:你怎麽精算这麽快,连-5都算出来了;不管自转,公转,有好多打 01/19 18:12
173F：→ HuangJC:法.另外我也会想:风力,水力,依能量守恒,到底是吃了谁的能? 01/19 18:12
174F：→ HuangJC:不过人类很自私,现在连在树上装奈米级发电机都在想了.那是 01/19 18:13
175F：→ HuangJC:光合作用的太阳能,吃了树就不好长.. 01/19 18:13
176F：→ gamer:进气速度要控制没有那麽容易，就算是小型燃汽涡轮引擎的进气 01/19 18:28
177F：→ gamer:道设计都必须做精密的计算，必须控制使进气速度不会在涡轮机 01/19 18:31
178F：→ gamer:叶片的「加速」後超过音速。但是又要让进气的动量足以推动叶 01/19 18:31
179F：→ gamer:片转动做功；更不用说把规模扩大数倍的情况。 01/19 18:34
180F：→ gamer:不用空气并不能解决上述这些问题，用液体一样会有空蚀现象， 01/19 18:36
181F：→ gamer:而且液体黏滞系数大，反而更没效率。 01/19 18:37
182F：推 sam75319:我觉得这种问题可以开一个新的版讨论了= =||| 01/19 18:38
183F：推 daze:如果只把热能交换出来呢？比如核电厂的炉心跟所用的涡轮机并 01/19 18:43
184F：→ daze:没有直接的连接吧？ 01/19 18:43
186F：推 HuangJC:其实有温差就可以发电了,用的是PN半导体.以後半导体进步就 01/19 19:19
187F：→ HuangJC:好啦~ 01/19 19:19
188F：→ gamer:核电厂用的是烧开水的蒸汽涡轮机组。 01/19 23:50
189F：→ gamer:所以我一开始就说烧开水的话还有可能，只是用炸弹效益很低 01/19 23:50
190F：推 HuangJC:目前核电厂的能源利用率就已经很低了(但总能量超高,乘积仍 01/19 23:52
191F：→ gamer:因为这麽高功率下的能量释放，以目前的能力根本就留不住，最 01/19 23:52
192F：→ gamer:後也是全都散失到大气中而已。 01/19 23:52
193F：→ HuangJC:然惊人),先想法子把其他能量搾回来人类就可以过很好了 01/19 23:53
194F：→ gamer:核电再怎麽低也有20%左右的利用率。炸弹我看有没有1%都是问 01/19 23:53
195F：→ gamer:题。更不用说炸弹本身的造价不知道是电厂的多少倍 01/19 23:54
196F：→ gamer:题外话，以前也有人想过要从闪电中来获得电能 01/19 23:55
197F：→ gamer:我觉得两者的困难处其实很类似。 01/20 00:00
198F：推 HuangJC:电影中成功了;当然要先研发超级电容器.. 科幻当然在电影里 01/20 00:00
199F：→ gamer:如果可以做到用氢弹的能量发电，收集闪电可能还好用一点。 01/20 00:00
200F：推 HuangJC:上面讲的,大部份涉及机械结构,所以是以机械能发电 01/20 00:10
201F：→ HuangJC:比如,温度有升高,但体积没膨胀足够的话,就无法汲取能量 01/20 00:12
202F：→ HuangJC:当然这能更换膨胀率更好的媒介达成;总之就是机械能 01/20 00:12
203F：→ HuangJC:但比如PN接面,这完全是电子运动问题.太阳能也不是用机械能 01/20 00:13
204F：推 nidor:月球已经tidal lock了，提取角速度应该会造成地球自转减速 01/28 01:50
205F：推 nidor:所以如果这麽做应该是从地球的转动动能来发电....太杀了... 01/28 01:52
206F：→ nidor:那这样还不如直接去挖深层地热，便宜又大碗 01/28 01:53
207F：→ nidor:反正这也是利用核能的一种方式.... 01/28 01:54