作者gamer ()
看板ask-why
標題Re: [請益] 請問EMP到底如何破壞電子設備?
時間Fri Jan 15 23:24:28 2010
※ 引述《liu2007 (薯)》之銘言：
: 另外問個問題@.@
: 既然核融合在上個世紀已經可以實現
: 那麼至今為什麼還看不到應用呢? (除了炸爛地球之外)
: 是因為成本以及安全的問題嗎??
熱融合要用來發電目前認為比較可行的方式有兩種，一種
是用甜甜圈型的電磁場將原子核封閉在中間產生反應，但是目
前實驗的情況是輸出能量沒辦法比輸入能量大，所以沒辦法使
反應爐維持反應。第二種是用雷射，這種方式是將反應用的原
子做成燃料丸，然後從四面八方用雷射去點燃燃料丸，理論上
被拘束在中間的原子會因為受到外部的壓力產生融合。不過目
前這種方法幾乎都是失敗，因為要能夠精確的控制雷射同步去
點燃燃料丸並不是一件簡單的事。
那最近的消息是美國國家點燃實驗設施(National Ignition
Facility, NIF)打算用192個巨型雷射，這192個雷射會以1800萬
焦耳的能量在一奈秒(十億分之一秒)內照射燃料丸，使用產生核
融合反應。
來源連結:
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7972865.stm
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 122.123.244.244
1F：推 akura:現在熱融合不但有輸入大於輸出的問題 還有到時要用什麼 01/16 01:40
2F：→ akura:形式輸出能源的問題 01/16 01:41
3F：→ gamer:用磁場產生融合的方式有可能可以直接輸出電能，效率比較好 01/16 02:07
4F：→ gamer:那如果是用雷射點燃的方式，大概就只能用熱機的方式發電了 01/16 02:08
5F：→ gamer:只是這麼大功率的能量，勢必效率會很差。 01/16 02:08
6F：→ daze:用核爆方式呢？ 挖個大坑收核爆的熱能，再拿來當熱源用？ 01/16 02:09
7F：→ gamer:目前沒有材料可以容許這種嚴刻條件吧 01/16 02:11
8F：推 daze:嗯...100公尺厚的鋼筋水泥？ 01/16 02:14
9F：推 haryewkun:樓上的問題我也想過，所以同問。 :) 01/16 02:15
10F：→ gamer:會熔掉。 01/16 02:16
11F：→ daze:坑的半徑一公里之類的...規模做大一點。 01/16 02:16
12F：→ gamer:而且另一個問題是，即便真的把熱留下來了，可以留下多少？ 01/16 02:17
13F：→ gamer:符合效益嗎？會不會炸完了，結果只能提供火力電廠發電一天 01/16 02:18
14F：→ daze:當然會熔掉，但只要100公尺不要全部熔掉就好。 01/16 02:18
15F：→ gamer:那這樣做核彈的錢和能源還比較多。 01/16 02:18
16F：→ daze:核爆掩體貌似很多國家都有蓋過？ 01/16 02:19
17F：→ daze:至於效益就要計算看看了... 01/16 02:19
18F：→ gamer:除卻熔化外，還有震波，不要說100公尺，1公里都會被掃平吧 01/16 02:19
19F：推 haryewkun:會熔掉這點不是很明白，中間可以放水吧？ 01/16 02:20
20F：→ gamer:那不一樣吧，一個是從外部，一個是從內部。 01/16 02:20
21F：→ haryewkun:我的意思是說用水包住核彈而不是抱住整個機器 01/16 02:21
22F：→ gamer:我是回daze說的核爆掩體 01/16 02:22
23F：→ haryewkun:也就是說，用水來吸收氫彈爆炸時產生的能量 01/16 02:22
24F：→ haryewkun:嗯，抱歉 01/16 02:22
25F：→ gamer:就是燒開水發電啊，但是問題是要怎麼把這些燒開的水用來發電 01/16 02:24
26F：→ gamer:daze板友的想法是先把熱儲起來再用來燒水發電，有點像地熱 01/16 02:24
27F：→ gamer:這樣你就不能用水去降溫，不然這些熱就沒辦法利用了 01/16 02:25
28F：推 daze:直接用來燒開水也可以...不過如果能用較高儲起來，熱機效率會 01/16 02:25
29F：→ daze:比較好。 01/16 02:25
30F：→ gamer:直接用水的話是一定不行的，你要怎麼把水蒸汽用來發電？ 01/16 02:25
31F：→ daze:渦輪機？ 01/16 02:27
32F：→ gamer:用什麼熱機不是重點，而是這些高壓蒸汽要怎麼回收? 01/16 02:27
33F：→ gamer:沒辦法造一個這麼大的chamber來容納氫彈吧 01/16 02:28
34F：→ daze:如果半徑1公里的水球...廣島那顆大概可以讓平均溫度上升...千 01/16 02:32
35F：→ daze:分之三度？ 01/16 02:32
36F：→ daze:當然問題不在於平均而是在瞬間啦... 01/16 02:32
37F：推 daze:如果坑壁夠強可以抵擋瞬間破壞的話... 01/16 02:41
38F：→ daze:嗯...密封頂部，高壓蒸氣跑不出去，只能留下來達到平衡。 01/16 02:42
39F：推 KanoLoa:呃，想像中就是一個很硬的大圓球，裡面塞滿水，然後在中心 01/16 02:46
40F：→ KanoLoa:引爆核彈....=口=""" 01/16 02:46
41F：推 daze:nod 01/16 02:48
42F：→ gamer:以現在的技術能力，嗯，應該沒辦法做到。 01/16 02:53
43F：→ gamer:你可以想像一個規模8.0以上的淺層地震會是什麼情況 01/16 02:53
44F：推 daze:也不見得要規模8.0吧...1000噸級的話，規模5.2。這樣水球也可 01/16 03:05
45F：→ daze:以做小一點。 01/16 03:06
46F：→ daze:當然球要拿去戈壁沙漠埋起來...在台北搞就算規模5.2也受不了 01/16 03:07
47F：推 haryewkun:嗯，跟 KanaLoa大大的想法一樣。 01/16 03:17
48F：→ haryewkun:似乎就是一個超大的汽缸內燃機，只是用液體代替空氣 01/16 03:20
50F：→ HuangJC:不能用水了,要用重水,超重水;用固體好了..熱融炎~ 01/16 03:22
51F：推 daze:融鹽？ 01/16 09:00
52F：→ daze:不過規模的問題，讓除了水以外的介質都很難... 01/16 09:02
53F：→ daze:半徑100公尺的水球跟半徑100公尺的鹽球相比...？ 01/16 09:03
54F：推 HuangJC:岩漿;在低溫時是固體.你說鹽也可以,它也是固體.以前就聽過 01/16 13:16
55F：→ HuangJC:重水,我不知是不是為了解決這問題,它能攜帶的熱量較高? 01/16 13:16
56F：→ HuangJC:其實一如冷氣的冷媒可以研究,這一題就是研究熱媒.. 01/16 13:17
57F：推 daze:According to wiki, 重水每公斤約600USD... 01/16 15:39
58F：推 daze:重水堆的好處是可以不必濃縮鈾，跟比熱沒啥關係。 01/16 16:03
59F：→ xiaoa:為何會"爆炸"? 熱膨脹造成的噴發. 如果你想要讓爆炸不把容器 01/17 01:16
60F：→ xiaoa:炸毀, 那就要提供大的空間. 結果, 這些能量就轉變成"空"的膨 01/17 01:17
61F：→ xiaoa:脹. 那就是能量損失. 其次, 熱能分散後要再度聚集起來發電.. 01/17 01:18
62F：→ xiaoa:一來轉換率就會降低(因為溫差變小), 二來有隔熱的損耗 01/17 01:19
63F：→ haryewkun:可是，內燃機不也是用"爆炸"來推動活塞嗎？ 01/17 01:29
64F：→ haryewkun:還是我對內燃機的設定理解有誤呢？ 01/17 01:30
65F：推 HuangJC:把機械結構能承受的爆炸量化就能想像了.比如你希望內燃機 01/17 01:36
66F：→ HuangJC:轉到幾千轉?拉到紅線區沒有? 01/17 01:36
67F：→ gamer:其實是不是爆炸不是重點，嚴格說起來那也不叫爆炸。 01/17 03:16
68F：→ gamer:那這種方式其實完全不用考慮內燃機，一點機會都沒有。 01/17 03:19
69F：→ gamer:1.內燃機要能提供穩定的輸出必須要有穩定的能量供應，爆炸只 01/17 03:20
70F：→ gamer:有一瞬間，即便其能量再大，也沒辦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.不可能做出那麼大的內燃機引擎，這個東西非常講究散熱和氣 01/17 03:22
73F：→ gamer:密性，就算真的找出一種可以耐這麼高溫的材料或是可以把溫度 01/17 03:23
74F：→ gamer:降到可接受範圍的功作流體，要做個發電廠大小的內燃機引擎 01/17 03:24
75F：→ gamer:要做成幾千幾百個汽缸，而每一個汽缸在做功的時候都要保持溫 01/17 03:26
76F：→ gamer:度不能過高，只要其中一個汽缸出錯，整個引擎就掰掰了 01/17 03:26
77F：→ gamer:這樣為什麼根本就沒有大型內燃發電機的原因。 01/17 03:27
78F：→ gamer:機構太複雜，效率太差，成本太高。 01/17 03:27
79F：推 HuangJC:點燃月球好了,把月球做成物理的'超級電容器',點燃一次可以 01/17 03:50
80F：→ HuangJC:緩慢釋放個十年,在十年裏慢慢利用充電電池把能量運回地球~ 01/17 03:50
81F：推 haryewkun:嗯……其實我還是不明白（我在機械這方面是大外行） 01/17 04:29
82F：→ haryewkun:請問有版友願意進一步說明嗎？（比如為何要有幾千氣缸） 01/17 04:30
83F：→ haryewkun:在此先謝 :) 01/17 04:30
84F：推 sam75319:目前核融合技術是利用磁場將電漿鎖在環形反應爐內 01/17 12:31
85F：→ sam75319:因此可以維持很高的溫度而不會融化 01/17 12:32
86F：→ sam75319:氫彈沙皇炸彈等...雖然也是合融合，但是那是無法控制的 01/17 12:34
87F：→ sam75319:因此才要使用反應爐加以控制 01/17 12:34
88F：→ sam75319:內燃機是在汽油彈發明後發明 01/17 12:35
89F：→ sam75319:核融合反應爐是在原子彈發明後發明 01/17 12:36
90F：→ sam75319:核分裂...上面打錯了 01/17 12:36
91F：→ sam75319:因此，核融合反應爐也因該是在氫彈發明後才會發明 01/17 12:37
92F：→ sam75319:當然要控制越大的能量就要越多的技術 01/17 12:37
93F：→ sam75319:專家估計50年內核融合反應爐就能達到商業化了 01/17 12:38
94F：推 sam75319:點燃月球應該不可能吧= = 01/17 12:46
95F：→ sam75319:月球都是岩石成分，怎麼點燃?而且太空沒空氣 01/17 12:48
96F：→ sam75319:就算點燃了，不會散射到太空嗎? 01/17 12:49
97F：→ sam75319:要怎麼把燃燒後的能量轉成電能，又怎麼儲存這些店能都是 01/17 12:49
98F：→ sam75319:大學問耶~~ 01/17 12:50
99F：→ sam75319:如果能建造包覆核子彈爆炸的建築，乾脆拿去做風力機吧~ 01/17 12:51
100F：→ sam75319:一台2M，應該能造個好幾千萬台出來了~~ 01/17 12:51
101F：→ gamer:要這麼多汽缸是因為單一汽缸的大小有其極限(現在通常最多做 01/17 14:21
102F：→ gamer:到500~600cc)。超過這個大小在散熱和進排氣上的效率都會變差 01/17 14:22
103F：→ gamer:連帶使得引擎效率也變差 01/17 14:22
104F：推 sam75319:現在火力發電機只有小型的才用汽缸引擎，大型的都用渦輪 01/18 09:31
105F：推 daze:內燃機一點也不適合阿... 01/18 18:55
106F：推 daze:如果在一個半徑100公尺的水球中心引爆1噸TNT的傳統炸彈，牆壁 01/18 19:03
107F：推 daze:的承受能力應該不會是個問題。但1噸TNT只能讓水溫上升萬分之 01/18 19:06
108F：→ daze:二度。假設連續引爆一百萬次，200度的溫差，應該足以拿來工作 01/18 19:10
109F：→ daze:。如果牆壁能承受10噸TNT，則只需要十萬次。能承受100噸，則 01/18 19:12
110F：→ daze:只需要一萬次。 01/18 19:12
111F：推 daze:當然，用傳統炸藥來作這件事是毫無意義的。 01/18 19:15
112F：→ daze:那麼問題在於，氫彈的最小當量跟牆壁能承受的最大當量間，有 01/18 19:16
113F：→ daze:沒有交集，使得這種吃力不討好的燒開水能夠用氫彈來進行？ 01/18 19:18
114F：推 daze:至於效率...如果這樣發電的價格是火力發電的3倍，也許有派上 01/18 19:25
115F：→ daze:用場的一天，考慮到氘的存量。如果是一百倍，只好拿去垃圾桶 01/18 19:26
116F：推 nidor:一般來說，液體包覆是增加爆炸震波威力的辦法.... XD 01/18 19:27
117F：推 daze:嗯...那空氣球呢？ 01/18 19:30
118F：推 haryewkun:想了想，內燃機要考慮進排氣，但核彈應該不需要空氣？ 01/19 08:02
119F：→ haryewkun:氫彈的能量是來自核融合，而不是來自化石燃料。 01/19 08:02
120F：→ haryewkun:至于水溫，內燃機的原理不是以空氣的膨脹來推動活塞嗎？ 01/19 08:04
121F：→ haryewkun:我想象的情況是，在一個龐大的密封空洞中，點燃一枚氫彈 01/19 08:06
122F：→ haryewkun:，劇烈膨脹的空氣（液體）往外流動，推動渦輪發電機。 01/19 08:08
123F：→ haryewkun:如果牆壁不能承受，就把空洞做得更大一點。 01/19 08:09
124F：→ haryewkun:只要空洞保持密封，里面的能量就不會流失。 01/19 08:12
125F：→ haryewkun:請問這樣做，問題會出現在什麼地方呢？ 01/19 08:13
126F：推 HuangJC:問題出在細節,而且完整細節要定義很多名詞來溝通;點燃月球 01/19 10:44
127F：→ HuangJC:前面我提時,就有人提及空氣了.我想說那是長篇大論,且也只 01/19 10:45
128F：→ HuangJC:是幻想,不值深究. 01/19 10:45
129F：→ HuangJC:能量釋放的梯度很重要;初期太猛則機構損毀,末期太弱則沒有 01/19 10:47
130F：→ HuangJC:價值;除非把核彈做成多缸汽機(且必需有時相),那太美妙了 01/19 10:47
131F：推 daze:如果不打算利用爆炸的瞬間威力，而只是利用熱能，雖然會比較 01/19 12:57
132F：→ daze:無效率，但不太需要考慮機構損毀的問題。 至於末期太弱...把 01/19 12:58
133F：→ daze:工作溫度維持在一定的高度，過低就再爆一顆吧。 01/19 12:59
134F：→ daze:細節決定成敗。嗯。 01/19 13:00
135F：推 daze:回過頭來，甜甜圈法應該也是用來燒開水吧？還是有其他途徑？ 01/19 13:02
136F：→ gamer:內燃機的工作流體是空氣，只要是內燃機就需要空氣。 01/19 13:04
137F：→ gamer:不然piston要用什麼推動作功？ 01/19 13:05
138F：→ gamer:渦輪機的話要看你怎麼做，你的想法原則上還是不可行 01/19 13:06
139F：→ gamer:因為這種做法要嘛導入的空氣速度太快造成葉片損毀，要嘛太慢 01/19 13:07
140F：→ gamer:能量散失掉。最重要的問題還是一樣，這種一次性的爆炸沒辦法 01/19 13:08
141F：→ gamer:提供一個穩定的能量輸入使熱機做功。 01/19 13:09
142F：推 haryewkun:我還是不明白，細節姑且不論，但原則上不可行的原因是？ 01/19 14:14
143F：→ haryewkun:如果空氣速度太快，空洞應該可以做大點或者以液體代替； 01/19 14:15
144F：→ haryewkun:如果空氣速度太慢，空洞應該可以做小一點吧。 01/19 14:15
145F：→ haryewkun:每顆氫彈所爆發的能量應該不會有這麼大的誤差吧？ 01/19 14:16
146F：推 HuangJC:那就是細節啊,你已經想到可變容積,活動扇葉了.. 01/19 14:16
147F：→ haryewkun:至于空氣方面，我是指核彈不需要氧氣助燃。要吸收爆炸的 01/19 14:17
148F：→ haryewkun:推動力就不一定要用空氣。 01/19 14:18
149F：推 HuangJC:前面我指要做出物理上的超級電容器;應該說只要儲能就可以 01/19 14:19
150F：→ haryewkun:Huang：我以為細節是指多少立方尺的空洞、牆壁抗力之類 01/19 14:19
151F：→ HuangJC:比如腳踏車的飛輪,如果你可以把瞬間動能儲入飛輪,它能轉很 01/19 14:19
152F：→ HuangJC:久;若我們把月球打成太空陀螺,在變慢前都可以抓出旋轉動能 01/19 14:20
153F：→ HuangJC:細節涵蓋多少範圍我還不知咧;另外問題不只在每次爆炸的差 01/19 14:21
154F：→ HuangJC:異,而在爆炸初期到末期的差異,梯度指這個.我得確認你知道 01/19 14:22
155F：→ HuangJC:這個字眼.一部阿凡達寫一本書,這個工程肯定是更大本的書 01/19 14:22
156F：→ HuangJC:二行程摩托車可以感覺一跳一跳的,多缸氣機才較平順 01/19 14:23
157F：推 daze:把月球打成太空陀螺...真的是個宏大的構想。我有種寫小說的衝 01/19 17:26
158F：→ daze:動。 01/19 17:26
159F：→ daze:這樣子會連帶造成地球自轉變快...又是一個梗。 01/19 17:27
160F：推 HuangJC:細節還是想不完,不過太空陀螺可以儲能,成功了吧 XD 01/19 17:31
161F：→ HuangJC:我本來是想抓一顆慧星打出去的,但下次見到它要幾十年後啊~ 01/19 17:32
162F：→ HuangJC:如果你可以連發打出慧星,一年一顆連打76年的話~ 01/19 17:34
163F：推 HuangJC:其實太陽上也沒有空氣,但太陽是被點燃的;我前面點燃月球的 01/19 17:40
164F：→ HuangJC:細節應該不必講太多.有空氣的是地球.如果太陽漸漸變冷,那 01/19 17:40
165F：→ HuangJC:地球會不適居住,但挪近一點溫度又適合了.我指的便是利用變 01/19 17:41
166F：→ HuangJC:距太空站,在適當距離援引月球熱能.利用距離解決梯度問題 01/19 17:41
167F：推 daze:話說月球的轉動慣量又太大了...一發沙皇炸彈的全部能量，大概 01/19 17:50
168F：推 daze:是月球自轉速度的-5個數量級。如果能有效提取這麼小的角速度 01/19 17:54
169F：→ daze:，那也不必放那發氫彈，直接把月球的角速度提出一點點來用就 01/19 17:55
170F：→ daze:好了。 01/19 17:56
171F：→ daze:去小行星帶抓一顆小行星來地球軌道放著打陀螺好了？ 01/19 17:58
172F：推 HuangJC:你怎麼精算這麼快,連-5都算出來了;不管自轉,公轉,有好多打 01/19 18:12
173F：→ HuangJC:法.另外我也會想:風力,水力,依能量守恒,到底是吃了誰的能? 01/19 18:12
174F：→ HuangJC:不過人類很自私,現在連在樹上裝奈米級發電機都在想了.那是 01/19 18:13
175F：→ HuangJC:光合作用的太陽能,吃了樹就不好長.. 01/19 18:13
176F：→ gamer:進氣速度要控制沒有那麼容易，就算是小型燃汽渦輪引擎的進氣 01/19 18:28
177F：→ gamer:道設計都必須做精密的計算，必須控制使進氣速度不會在渦輪機 01/19 18:31
178F：→ gamer:葉片的「加速」後超過音速。但是又要讓進氣的動量足以推動葉 01/19 18:31
179F：→ gamer:片轉動做功；更不用說把規模擴大數倍的情況。 01/19 18:34
180F：→ gamer:不用空氣並不能解決上述這些問題，用液體一樣會有空蝕現象， 01/19 18:36
181F：→ gamer:而且液體黏滯系數大，反而更沒效率。 01/19 18:37
182F：推 sam75319:我覺得這種問題可以開一個新的版討論了= =||| 01/19 18:38
183F：推 daze:如果只把熱能交換出來呢？比如核電廠的爐心跟所用的渦輪機並 01/19 18:43
184F：→ daze:沒有直接的連接吧？ 01/19 18:43
186F：推 HuangJC:其實有溫差就可以發電了,用的是PN半導體.以後半導體進步就 01/19 19:19
187F：→ HuangJC:好啦~ 01/19 19:19
188F：→ gamer:核電廠用的是燒開水的蒸汽渦輪機組。 01/19 23:50
189F：→ gamer:所以我一開始就說燒開水的話還有可能，只是用炸彈效益很低 01/19 23:50
190F：推 HuangJC:目前核電廠的能源利用率就已經很低了(但總能量超高,乘積仍 01/19 23:52
191F：→ gamer:因為這麼高功率下的能量釋放，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氣中而已。 01/19 23:52
193F：→ HuangJC:然驚人),先想法子把其他能量搾回來人類就可以過很好了 01/19 23:53
194F：→ gamer:核電再怎麼低也有20%左右的利用率。炸彈我看有沒有1%都是問 01/19 23:53
195F：→ gamer:題。更不用說炸彈本身的造價不知道是電廠的多少倍 01/19 23:54
196F：→ gamer:題外話，以前也有人想過要從閃電中來獲得電能 01/19 23:55
197F：→ gamer:我覺得兩者的困難處其實很類似。 01/20 00:00
198F：推 HuangJC:電影中成功了;當然要先研發超級電容器.. 科幻當然在電影裏 01/20 00:00
199F：→ gamer:如果可以做到用氫彈的能量發電，收集閃電可能還好用一點。 01/20 00:00
200F：推 HuangJC:上面講的,大部份涉及機械結構,所以是以機械能發電 01/20 00:10
201F：→ HuangJC:比如,溫度有升高,但體積沒膨脹足夠的話,就無法汲取能量 01/20 00:12
202F：→ HuangJC:當然這能更換膨脹率更好的媒介達成;總之就是機械能 01/20 00:12
203F：→ HuangJC:但比如PN接面,這完全是電子運動問題.太陽能也不是用機械能 01/20 00:13
204F：推 nidor:月球已經tidal lock了，提取角速度應該會造成地球自轉減速 01/28 01:50
205F：推 nidor:所以如果這麼做應該是從地球的轉動動能來發電....太殺了... 01/28 01:52
206F：→ nidor:那這樣還不如直接去挖深層地熱，便宜又大碗 01/28 01:53
207F：→ nidor:反正這也是利用核能的一種方式.... 01/28 01:54