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某建筑场地工程地质条件及基础方案研究_地理论文五篇

2022-01-18

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岩层(Rock formation)是一个地质学专业术语。覆盖在原始地壳上的层层叠叠的岩层,是一部地球几十亿年演变发展留下的“石头大书”,地质学上叫做地层。地层从最古老的地质年代开始,层层叠叠地到达地表。一般来说,先形成的地层在下,后形成的地层在上,越靠近地层的上部的岩层形成的年代越近。

高程:某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离高程:研究员高程:四川省一级裁判员高程:美团充电宝销售中心原负责人某建筑场地工程地质条件及基础方案研究_地理论文五篇要是你对这文章的写作能力需要改进或者修正,也可以上传分享给大家!

第一篇 某建筑场地工程地质条件及基础方案研究_地理论文

摘要某建筑场地位于南宁市,块近长方形,边线为东西向和南北向,其中东西向长约392m。本文以建筑场地为研究对象,了其工程地质条件,并研究了其基础方案。

中图分类号:tu44文献标识码:a

engineering geology condition and foundation of a construction site

huang yunfeng, liu jiancheng, huangbo中国上文库

(guangzhou survey and design institution of electric power industry, nanning, guangxi 530023)

abstractthe construction site locates in the nanning city, in the shape of rectangle, the side line is along the east-west and south-north, and the east-west direction is 392m long.in this paper ,the engineering geology condition of this site was studied, then the foundation plan was also discussed.

key wordsconstruction site; engineering geology condition; foundation plan

0 引言

该建筑场地位于南宁市,块近长方形,边线为东西向和南北向,其中东西向长约392m,南北向长约352m,拟分期开发,占地面积约为48400m2。wWw.0519news.COm场地整平标高€?.00为高程95.00m。拟建的建筑物主要有数栋4f~6f的商业楼(楼高36.9m)以及一栋28f的办公楼(楼高130m),建筑物结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构。基础型式拟定为桩基础。均设地下室,其中商业楼设计3层地下室,深度为14.5m,办公楼设4层地下室,深度为20.9m。预测基坑开挖深度分别为15m和21.4m。

1 区域地质构造与地震

场地在大地构造上处于右江再生地槽之西大明山隆起南部的南宁断陷盆地内。南宁盆地属不对称向斜构造盆地,向斜轴走向北东东向。南宁盆地的边缘断裂较发育,按走向分有北东向、北西向和近东西向三组,其中以北东向的韦村——西乡塘断裂最为重要,其规模长约70km。该断裂位于盆地北及西北一线的边缘,走向与向斜轴向基本一致。次要的北西向断裂分布在盆地的西南角,为右江断裂带进入盆地的分支断裂,以老桥断层为代表。近东西向的断裂以几条规模不大的断层分布于盆地东部。由北向南依次是三塘——奇绿断层、王村断层、屯里断层。至今未发现贯穿盆地内部即南宁市区的大断裂。

2 场地工程地质条件

场地及其附近原始地貌形态属侵蚀、剥蚀丘陵区中的垄状高丘亚区,相当于邕江四级堆积-侵蚀阶地,原地形整体东(东南和东北)高西(西北和西南)低,场地原始地面标高为90.00m~134.00m。根据现场钻探揭露,建筑场地地层由上而下分布有:第四系人工填土(qml);第四系有机质粘土(qh)和第四系粘土(qel);下部为第三系南湖组(e3n)和那读组(e2n)的泥岩、砂质泥岩和砂岩等地层组成。场地地下水主要为孔隙潜水和裂隙承压水,上层潜水主要赋存于填土①层、混砾填土①1层、有机质粘土②层中,受大气降水和生活污水下渗补给,透水性较好,雨季补给来源充足,水量稍丰,初见水位埋深在0.4m~2.5m之间,高程约92.5~94.6m。稳定水位为93.0m~95.0m。

基岩孔隙裂隙承压水主要赋存于强风化粉砂岩和粉砂质泥岩中,受大气降雨下渗和相邻含水层的侧向补给,水量较小。因断层错动影响,各层间含水层有一定的水力联系,据临近基坑开挖揭露该层地下水位埋深约为8.0m。该场地地下水向北西方向排泄。

3 岩土工程与评价

3.1 稳定性及适宜性评价

根据地质调查和收集相关资料,可确定该场地没有发现诸如岩溶、滑坡、采空区和地面沉降等不良地质作用,也未发现这些不良地质作用存在的条件。

穿过场地断层属于非全新活动性断层,场地相对平坦。总体上可归为:可进行建设的一般场地。钻孔揭露出,岩层及以下地层出现错断。根据初步设计,地下室底板位于高程约75.0m~81.0m的范围,这时场地西侧底板下部在断层位置均座落于泥岩⑤上,部分的地下室地板座落于①1上,而桩端底部,在断层北侧则座落于地层⑦1上,显然,底板和桩底位于2种不同的地层上。

3.2 地基岩土特性评价

拟定地下室埋深14.5m,办公1地下室埋深20.9m,假设€?.00高程为95.00m,则底板分别坐落于80.5m高程和74.00m高程。由此估算,商业楼基坑需开挖15.0m左右,基坑底面以上出露的岩层主要有填土①、混砾填土①1层、有机质粘土②、上层④、上层⑤1;办公1基坑需开挖21.4m左右,基坑底面以上出露的岩层大部分为全风化泥岩⑤层,小部分为强风化泥岩⑨1层。

根据钻孔及剖面图揭露的岩层倾角,可看出,从东西方向看,岩层总体上由东向西倾斜;从南北方向看,为类似褶皱构造,层底面起伏坡度为0度~15度之间。总体上具有一定的不均匀性。

转贴于中国上文库 3.3 地下水评价

地下水对砼有弱腐蚀,对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀作用,对钢结构有弱腐蚀,与地下水有接触的建筑构件应采取相应的防护措施。基坑开挖主要受上层滞水的影响,但场地上层滞水水量不大,对基坑开挖影响较小,施工时,可直接在基坑内设置集水槽、井抽排地下水。

4 基础方案评价

4.1 天然地基评价

根据设计商业楼的结构特点、基础埋深、地质条件、经济效益、施工条件等,该建筑物和地下室可能采用的基础型式:筏板基础或桩筏基础,筏板基础持力层为①、⑤、⑥1、⑥2、⑦1、⑨1、⑨2等地层,并且横跨断层带,这些地层的承载力特征值或修正值虽较大,但分布不均,应慎用或采取消除这种不均匀的措施。中国上文库

4.2 桩基础

根据场地岩土特性及沉降深度要求,主要的桩基础型式宜采用人工挖孔桩和冲孔灌注桩。

人工挖孔桩:根据场地岩土层分布情况,桩端持力层宜选用⑦1、⑦2、⑨1、⑨2、⑩1和⑩2层上,基本上穿越本勘察所揭露的所有土层。钻(冲)孔灌注桩:该桩型穿透能力强,可以穿透各种土层和岩层。场地地下水对钻(冲)孔桩施工影响较小。施工中应注意控制桩底沉渣及桩身质量。在成孔过程中,要及时清孔及灌注,减少桩孔内水对泥岩承载力的影响。

4.3 基坑工程评价

拟定商业楼地下室埋深14.5m,办公1地下室埋深20.9m,相应基坑开挖深度预计分别为15.0m和21.4m。假设€?.00高程为95.00m,则基坑底面分别坐落于80.00m高程和73.60m高程。显然基坑开挖有2级深度,第一级为商业楼地下室基坑,深约为15.0m;第二级为办公地下室基坑,深约为21.4m, 2级基坑侧壁底部相距较远,故可单独考虑其稳定性,即基坑支护设计可分别按15.0m深和6.0m深分别进行。基坑侧壁安全等级主要以失稳后的破坏后果为依据。

根据基坑开挖底面高程,结合本勘察揭露的地层分布情况,第一级基坑侧壁(商业地下室范围)出露的地层主要为①1层、有机质粘土②、粘土③、夹层煤④和泥岩⑤层,局部穿过泥岩⑥1层。各区的支护设计采用图中建议相应的岩土分布剖面图及对应的岩土参数建议值。

5 结论及建议

建筑场地属侵蚀、剥蚀丘陵区中的垄状高丘亚区,无滑坡、崩塌等不良地质作用,场地稳定,适宜工程建设。主体建筑基础形式可采用桩筏基础,桩基采用冲孔灌注桩。

中国上文库

参考文献

[1]罗光明,王强.从桩基础的发展纵观钻孔桩的应用优势[j].西部探矿工程,1999(5).

[2]谭非可.旧建筑桩基础在新建筑桩基础中的再利用[j].丹东纺专学报,1998(1).

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第二篇 谈“3+X”高考科目设置方案中生物学的区位问题_生物学论文

高考制度改革事关中国人才的培养和建立中国特色的招生考试制度,以促进教育事业发展的大局。 确定用3 年左右的时间在全国推行“3+x”高考科目设置方案,这是全面推行素质教育、不断进行考试改革迈 出的可喜一步。在此,仅就生物学在“3+x”方案中的区位问题,谈谈笔者的浅见。

什么是“3+x”高考科目设置方案

“3+x”高考科目设置方案,除语文、数学、外语3 门工具课必考外,其余6门(政、史、生、地、理、化 )学科均由学生自由选考, 每个考生可根据自己的兴趣爱好选考1门~6门,并报考有关的大学专业。这样既可 充分挖掘学生的潜能,又能减轻学生的负担,是让不同层次的学生都能量力而行地报考高校的尝试。因此“3+ x”高考科目设置方案是培养跨世纪人才的需要,是时代的呼唤,也是高考改革的方向之一。

高考生物学科的简要回顾

生物学科自1977年恢复高考以来,历经了高考—不高考的折腾。生物学科列入高考,成绩由30分升格为70 分。这段时期,整个生物学教学生机勃勃,是生物学科的鼎盛时期。1994年至今,生物学科被挤出了高考大门 (个别省、市除外),在学生中诱发群体偏科现象,使生物学教学陷入低谷。这种现象有悖于课程设置方案和 实施素质教育的要求,有悖于可持续发展战略的要求和生物学世纪的到来,有悖于高校农、林、医等专业培养 人才的需要。WWw.0519news.cOm很多学生对生物学的浓情因“高考不考”而受到遏制和影响,不利于学生自主学习和全面发展。 而“3+x”高考科目设置方案中有了生物学科,使生物学教学重现一线生机,呈现出振兴的曙光。

“3+x”给生物学科带来的机遇和挑战

尽管高考制度有不少不尽人意的地方,但时下,仍是我国可信度较大、比较公正的一种选拔人才的方式。 面对这种新形势,生物学教学既面临着机遇,也面临着挑战。

1.“3+x”高考方案的推行会使生物学的教学得到加强 “3+x”方案的实施,为高校的某些专业必须把 生物学科作为高考科目之一,从制度上提供了保证。这就从根本上改变了往昔高考根本不考生物的现象,客观 上使部分考生为了高考,也得认真研习生物学。据载1999年广东省15万名的应届高中毕业生中,有1.7万人选择 生物科为考试科目, 报选的高校专业多达18个。尽管人数不多,但这是生物学科停考、被冷落多年后的选择! 广东省中学也一改以往的消极对待态度,纷纷找师,组织教学。这说明生物学是有着强大生命力的,实施 “3+x”高考方案,生物教学的振兴是指日可待的。

2.“3+x”方案也使生物学科产生潜在的危机 对“3+x”高考方案,有的生物学教师持盲目乐观态度; 认为从此以后,生物学科又可借助高考指挥棒再铸辉煌。其实,这是一种误解。不少教师认为,推行了“3+x ”高考方案,如果不从观念上、意识上彻底更新,还是围着指挥棒转,生物学的潜在危机更大。不是吗?报载 广州市一名颇有声望的中学校长公开宣称:“我们学校就是动员成绩最差的学生选报地理、生物”!在这种观 念误导下,使已选报生物科目的中等水平的学生也立即转向,报考其它学科了。其余同学因怕同龄人的讥讽, 也跟着转报其它学科。其次,在选报生物学科的学生中,大多成绩偏差,对高考希望不大。这说明学生选报生 物学科不是出于真正对生物学专业的热爱,而是出于无奈。

3.“3+x”高考方案的实施将引发新的偏科 “3+x”高考方案的实施,会使高中学生产生新的思索。“ 3+x”方案具有选择性、自主性,会促使部分考生在确定奋斗目标后,一进高中就进行选择性地学习。如果不 报选生物科目,对生物会考何必那样当真,只要混个60分就行了。这样就会引发新的偏科,使大部分毕业生不 重视会考。因此,必须严格制定高中会考制度,制订新的高中毕业水平标准,提高会考的可信度和社会影响, 以防止偏科现象的产生;否则“3+x”实际上是为部分偏科考生提供了更多的升学机会。

4.“3+x”方案促使我们重新审视生物学科的区位在此谈的区位,是指生物学科在“3+x”高考科目设置 方案中的地位和作用。

(1)生物学科的独特性、广泛性。生物学科与农、林、牧、副、渔、医药卫生,以及其它学科的发展关系 密切,对我国现代化建设有重要作用。它的知识构建与社会各行各业密不可分。这就决定了生物学教 学在提高国民素质中有着其它学科不可替代的作用。因此每个中学生必须在有限的课时内,学好生物学基础知 识,掌握基本技能。

(2)生物科学发展迅速。本世纪50年代以来, 生物科学在理论上、实践上都取得了一系列惊人的进步。 世界上许多有远见的科学家和思想家都惊叹,生物学科将取代物理、化学等学科而成为21世纪的领头学科。为 此,世界各国为争夺在世界经济中的主导地位,都把发展生物高新技术作为自己的强国之道和新的国策,竞相 制定和实施投资大、耗时短的开发项目。我国的“863”计划、攀登计划、 “八五”“九五”攻关等计划,也 致力于加强生物高新技术的研究和开发。因此,加强生物学科教学是时代发展的需要,是增强综合国力的需要 。

(3)社会上许多人对生命科学的区位问题有了较为清醒的认识。据调查,同意没有生命科学就没有现代社 会观点的人占67%;赞同生命科学维系着人类文明观点的人占72%;持有生物学教学是培养人才的基础工程主 张的人占51%,这说明社会上越来越多的人对生命科学的区位有了较为明确的认识,初步形成了生命科学的价 值观。

生物教学应抓住机遇,迎接挑战

1.明确生物学科是一门大众性的基础学科这一特性 无论方案如何,都必须恪守素质教育下的生物学基础 知识传授这一方向。教学中要重视通过生物科学的事实过渡到有关概念的形成,以及对重要概念的正确表达, 从而使学生准确地掌握基础知识。要重视生物学知识的内在联系及与其它科学知识的关系,引导学生构建生物 学知识网络,使他们对所学的生物学知识能灵活运用,举一反三。

2.重视思想品德教育 教学中要引导学生用辩证唯物主义观点,、认识生命活动的基本规律,逐步树 立科学的世界观。要引导学生热爱科学,学好科学,建立起科学的价值观。要通过生物学教育,培养学生良好 的情感、行为习惯和心理素质。

3.培养学生能力,提高学生科学素质 生物学是一门实验科学,观察、实验是该学科基本的研究方法。教 学中要积极主动创造条件,解决实验材料等问题,完成大纲所规定的各项实验内容,以培养学生的观察、实验 、思维和自学的能力。

4.生物学教学和研究要扎根社会 我国的生物学教学在自身发展的道路上,几经周折多灾多难。除一些不 可抗拒的客观因素外,长期以来,生物学教学思想、教学观念、教学方法及生物学教材内容等有悖于时代要求 ,脱离经济发展、社会生活和工农业生产。在教学方法上,刻板乏味,使知识与实验、实际脱节,这样的生物 学教学难以被社会承认。“3+x”方案虽给当前萎缩的生物教学注入了“强心剂”,但是恢复生物高考只能给 生物教学带来一时的兴旺。要使生物教学持续昌盛,还须依赖生物学教学自身的全面改革。生物学教学和科研 必须扎根社会,服务当地经济建设才有活力。

5.高考中恢复生物学科,无疑是对生物学教师的一大安慰,但不能把全部赌注都放在高考上,毕竟那只是 少数学生选择的志愿 我们应在会考上多下功夫,既要保证学生能在学好生物学基础知识上取得合格的高中毕 业资格,又要为少数升入高校生物专业的学生提供深造的知识基础及专业条件;既要升学高质量,又要回家能 致富,以这样的心态来界定审视生物学的区位。不论高考科目方案如何变化,我们都能处变不惊,潇洒自如。

6.只争朝夕,爱岗敬业,开创新局面 “不怕别人瞧不起,就怕自己不争气”。在当前新形势下,我们要 以优化课堂教学来吸引学生,完成教学任务,在备课上多投入,在感情上多向学生倾注,在课堂上加强学生活 动,讲到精当处,练在关键处。

“3+x”方案将对生物学教学起促进作用。生物学科在未来的科技发展中举足轻重的地位和其它学科不可 取代的作用,将会不断被人们接纳和重视。生物学成为未来世纪的带头学科,将成为历史的必然。我们一定要 振奋精神,正确界定生物学科的区位,不断改革教学,斗志昂扬地迎接生物学春天的到来。

第三篇 燧人计划——关于可控制核聚变_其他理学论文

摘要:本文提出并在 理论 计算 上验证动能可用工程约束,进而推定核聚变能量是可以用大工程手段被约束并加以利用发电的。从理论上否定“核聚变只能引发氢弹,却不适用于核聚变发电,因为电厂不需要一次惊人的力,而需要缓缓释放的电能。”这个教科书上的著名定论,证明 现代 低当量核的动能破坏力与现代人类约束工程能力之间有巨大的交集空间,若仅能证明只有一个交点或交集很小,这样的设想从工程角度来讲也是不成立的。与通常的基础理论 研究 论文不同,本设想不试图发现新的物 理学 基本原理,它的目的是对我们所提出的物理工程概念进行论证。

关键词:受控 核聚变 发电 热核

前言

严格地说本文不是一篇核物理基础理论研究的文章,它是探讨核能利用的文章。文中提出的观点会有很多不够精确的计算(多数以物理上限为基准),模型方案是比较“粗”的方案,与最终可能实施的真正设计有着很大的距离,这与我们在核物理方面的数据、理论水平和经验欠缺有关。但本文总体的 科学 逻辑我们自己认为是比较严谨认真的,文章也为未来的研究提出了一些可能的方向。计算过程因篇幅所限未全部列出,数据结果都是从物理教材及公开 文献 中找到的数据计算得来的。

这是以本人20xx年 自然 科学基金申请报告为基础写的,当时基金委以‘美国人都不这么干’、‘还不如用煤发电’等等有趣理由加以拒绝。实话说,如果我是 中国 有关刊物主编,也不一定会支持刊载这样的文章,但也确实不好找出什么科学依据来反驳文中的论点。WwW.0519news.COM之所以这时才在 网络 中发表,一方面这里有一个比较宽松的学术环境,另一方面也是在广泛征求多方专家的看法之后慎重起见。

本方案在计算时没有把核能量与常规能量作本质区分——在我来看核能无非是大6至8个数量级的超级能量团,这也许是本方案最可能出现 问题 的地方,方案中会有很多不精确的地方。在此发表此文以抛砖引玉,找出方案的问题所在,我的观点是对还是错都是正常的学术探讨(自己坚信是正确的)。武汉物理所的原子物理学家雷体仁研究员在相关的物理学知识方面提供了全面的帮助,我所熟识的物理、(专业)力学、(专业)热工、、地质工程、建筑工程诸方面的专家对方案也多持谨慎或全力支持态度。在方案的推演过程中受到了学校各相关部门领导的支持,在此向领导和专家致以最诚挚敬意和谢意!

受控热核聚变是人类梦寐以求的“终极能源”,得到了它人类就得到了永远的光明,从此不会有能源危机了。氢弹后的半个世纪,全世界科学家和大国在这个问题上投入了不知多少金钱、时间和智力,但总是不得其解,还出了很多笑话、骗子,但核技术的进步从来就没有停止过。要让太阳在人造的炉子里燃烧实在是过于勉为其难了,还总给人的感觉是就差那么一点点。与裂变不同,到 目前 为止实际中的持续、稳定、可控的聚变反应只存在于宇宙空间的恒星燃烧,连木星这样质量的星球都无法成为一颗恒星。低速裂变——同位素衰变在地球上实际是普遍存在。裂变反应可以在低温下可受控制地自然发生,而聚变反应只能在超高温、超高压条件下发生。“托卡马克”是试图用电磁场的物理手段解决不间断的超高温、超高压条件可控小聚变,从而实现连续聚变。太阳总是“想”以最快的速度燃烧,它实际上就是在。站在旁观的立场看,聚变是恒星能量,裂变是行星能量。人们还在大量投入资金进行“受控聚变”的研究,试图实现低能量(对核爆而言)连续输出,甚至于试图找到核聚变反应的“新”条件,从理论上来讲这是逆“道”而行。

 我们认为以目前的技术条件完全可以实现“受控热核聚变”!在五十年的实践无法达成目的后,何不另辟蹊径换个思路来考虑问题?教科书上总有一句话:“核聚变只能引发氢弹,却不适用于核聚变发电,因为电厂不需要一次惊人的力,而需要缓缓释放的电能。”好象已经成了定论(这里不是定理,定理在一定条件下是真理)。我们认为否!其实各核大国早就已经掌握了“受控热核聚变”的相关技术——地下核,它实现了“受控热核聚变”的一切目标——聚变、受控、能量受约束地缓慢释放,只是其中的释放是无条件释放,无非就是打个“地炉子”——人类最古老的用火形式,这个炉子又深又大又结实。、取热、发电直到冷却再进行下一次——发电循环。内燃机不也是从汽缸里一次次地进行“受控”中获得能量吗?这个思路到此为止几乎可以肯定应该有科学家设想得到,没什么不可理解的,如此巨大的能量被埋在地下科学家是不会不动心的。把地下核的条件引入工程之中完成“受控聚变”发电应该是有可能的。

几万吨甚至更多燃料一瞬间燃烧光之后的能量几乎全焖在地下一个原点附近,这本身就是个令人激动的事实。与天然地热矿相比,热源明确不用找矿,但它毕竟更象“矿”,能源利用效率非常低下,其能量的绝大部分以不同的形式耗散到围岩之中浪费掉了,很不 经济 ,且激波动能无法实现有效的有益化转变,是有害能量。

解决方案:

液体或半液体介质单炉方案

以工程手段在地质条件稳定的(比如花岗岩)地区建造深300-1000米的足够巨大的地下(半地下)封闭筒型水罐,此水罐罐体直径为120-300m(内部尺寸),罐体材料设想在经济技术条件理想的范围内选用(无非就是——钢铁、钢筋混凝土、火山浮石、 工业 陶瓷之类常规隔热、耐高温之建材),在其中灌入几百万上千万吨水(或掺有固态物的水),罐体上部要留有足够大的空间充以二氧化碳或氢气(保护钢铁不至于被氧化),以上这些数据都是人类工程技术所能及的,开挖一个深千米、直径300米的大坑,以现在的工程手段是毫无问题的(南非金伯利矿坑深2000m),其支护圈厚度占直径的十分之一在地下工程中就是非常牢固的厚度了。工程的规模应根据实际情况设计,如聚变当量、点火形式、电厂目标规模、点火核污染最大可容忍度、经济技术合理性、工程条件等等。也可以认为,这个方案是在进行“有序化控制地下核聚变能量”,62.05米是1000000吨水的“球体”半径,是已公布的“中子弹”1000吨当量的1000倍水重量。如此巨大的工程只有我国这样的大陆大国才有可能建设和享用,日本那样的发达小国是没有这个使用需求空间的。我们中国向来就有建造巨型工程改良国家环境的传统——都江堰、长城、大运河、三峡工程、南水北调、青藏铁路等等等等,无一不是突破前人想象的巨型高难度工程。

根据需要不断地在“罐”中引爆‘中子弹’。就可以最终达到从罐中取热发电的目的。我们可以称这个罐为——地下式中子锅炉。其功率的输入输出从理论上讲非常容易控制,水温低时引爆能量提高水温,功率输出可以通过阀门(泵)自由方便控制,能量的输入输出由中间介质‘水’隔离。所需巨大的地坑可以直接利用废老露天矿坑回填,或选择某种有利地形如山坳、自然深坑或排干一个深水环山微小海弯(如果有的话),这样可以最大程度地保护环境减少土石方工程量,如果有一个死火山口这是最为理想的大坑了,它的稳定性、牢固性和保温性都是上乘的,当然在没有条件的地区也可以专门人工开挖(我们怀疑真到建造时是否还需要那么多的电站)。水可以用。海水,“中子锅炉”对水的要求不是很高,取热用成熟的双循环技术。

以上的聚变如果解决不了外源裂变核扳机点火问题,我们应该设计目前裂变电站采用的双循环热交换系统,但与目前的核电站放射性废料相比接近于无,污染水平在点火条件相同时与一次点火引发的聚变当量成反比。这样的中子锅炉是越造得大越好——裂变当量比例越低越好。这将会带来四大好处

a:核污染与产出能量比例下降,

b:热能耗散水平下降,

c:工程、材料费用与能量的投入产出比提高,

d.聚变能占比例越大,能量成本越低。

这个大当然是在人类可以完成的工程能力水平以内,而且不能是不惜一切代价的投入,在可靠的基础上照顾经济、需求规模等等因素的理性设计。这个工程如此之大,也许要经过几年、十几年时间施工,这期间核军工科学家可能已经解决了绝对的“纯聚变”问题。

我们设想的方案思维出发点是:科学回避不了的聚变问题,就不回避转而用科学与工程相结合的手段面对它进而解决它(其实工程也是科学的一部分)。具体对本设想来说就是,人类可以造出的最大抗工程的抗能力与最小核聚变动能的冲击波破坏能量存在着巨大交集空间,在此思想之上建立起来的能量收集系统工程是可以完成聚变发电的目标的,这一点与教科书上所说不同,在后面我将进行一系列简单理性的 和合理的设想,证明我提出方案的正确性。目前已知的“受控聚变”方案都是试图把聚变控制在连续燃烧或小到在人面前(“小”机器内)都不会产生问题的水平上,而我们的方案是让已知的聚变核在可以造出的巨大的工程内完成,用工程来控制聚变能量的外泄,“大”还有一个付带的好处:其中的热能不易自然耗散,存能能力强,而且极易于人工提取。已知大气中中子弹,其冲击波及热杀伤半径仅不足200米,中子杀伤半径仅800-1000米;一个大气压下水的密度为空气的800倍,100米深水之下就更大了。我们设想的工程是一个水深可达300-500米的深水大罐,这点能量对“中子锅炉”罐体结构不会构成任何 影响 ,只有万分之一到几百分之一的装药、有巨大弹性空隙的大炮可能炸膛吗?汽车的汽缸也几乎没听说过被内燃气体炸坏的(除非是假冒伪劣)。在我们这个设想中提到的最小容积下——300米坑深、120米直径,1000000立方米水体,数百万立方米上部高压气体空间,水中引爆一颗1000吨当量的军用中子弹,其总能量仅够增温不足1℃!若以这样的配比关系建立电站,要达到发电水平,需引爆300次甚至500-600次以上的千吨级核爆,“中子锅炉”才勉强进入了发电温度,这叫启动。这只是我们设想的一个极端安全的模式以说明系统的安全性和能量输出可以达到的平稳性,如果计算下来这个比例还不够,还可以再放大几倍到十倍!中子弹中能量的主要表现形式是快中子,爆热能和机械能在整个能量表达中只占不足总能量的30%,在机械系统中“内燃机”是专门追求机械能的设备,启动时冷机器达到40%的能量转换就很了不起了,而封闭在“中子锅炉”中的能量,主要是热能,少量的化学能、核能(污染),且我们还要对机械能进行一系列有益转化,外泄的主要形式可能是物质震动波(比例会极小)、极少量穿透巨大水体和炉壁的快中子能(它们最终还会在壁体近处转化为热能)。

静力学:

设中子锅炉地下深h=1100米,地上高h=200米,内径r=300米,炉顶空腔加100个大气压。

通常岩石体以约2.5吨/m3

某深度围圈内外的压强差为p=(2.5-1)×h×0.1-100,这个压强差要炉壁围圈及岩石自身的应力来平衡、抵消。在最深水1000米处引爆数千吨级核,其冲击波的压力作用于炉壁,还不足以消除岩石向内的预应力。水下650米左右是结构应力平衡的位置,这个深度炉壁主要只是材料本身受到的深水压力,结构方面受力很小。也就是说,在这个深度以下炉体主要考虑“顶”——对围岩的支撑;在这个深度以上炉体主要考虑“箍”——对炉内高压的约束。平衡位置以下的一定区域在过程中有一些应力方向变化,这对坚固的炉体、围岩来说算不了什么问题。

大跨度封顶的问题,我们作了一个初步的设想,强度没有问题。罐中要灌水,且罐顶空间要加压至100个大气压。在这样的条件下,罐体直径实际上还可以加大一些。长江上公路铁路两用桥梁的跨度比这还要大(400m),它们还是单拱支架结构,实际上桥梁早已经达到1000m以上的跨度(悬索、斜拉结构),正在设计的有3000m的桥梁,理论上讲大跨度钢铁建筑的‘极限’跨度就是两点间横拉钢索的‘极限’距离。这太大了!

只是在200个大气压300℃的水体环境中,让中子弹定点,其机械系统的设计制造有一定的困难,且系统的维修也将是一个难题。但这种困难应是可以克服的。

在这个环境中,水深1000米加100个大气压的条件下引弹,从静态力学的角度来说,就相当于800米的地下核。固体在核瞬间条件下的性态与液体有点相似。与“托卡马克”装置相比较,这个系统中也有用能量约束能量的部分——上部空间的高压,实际上是用气体的压缩势能模拟深水(地下)状态去约束核的动能,而且在容器安全的前提下,这个压缩气体能量封闭在炉膛内,能量的大小比较容易调节控制。这样我们的系统就具备了两方面的能量约束条件:

a. 大物质约束——保证了巨大的能量包容能力和巨大的能量缓冲体:水。这里的水起到了内燃机中活塞、飞轮作用,还起到了抗软垫层的作用,这个特点是“托卡马克”装置不具备的,尺寸有限的“托卡马克”装置,线圈的能量容量不可能无限大,这是物理学常识,这是为什么五十年代提出,到现在还认为再要“三十年”的原因之一,也许超导体实用水平再提高几个层次后,就可以彻底解决这个问题了。水体根据需要,可以精心设计。

b. 大能量约束——大大压缩了核能量在水中的杀伤半径提高了锅炉抗容量:高压气体。这里的高压气体起到了类似“托卡马克”装置中线圈的作用,协助巨大水体把空心球的半径进一步压缩到合理的水平。高压气体就是给这个大汽缸的大活塞加装了一个大弹簧。它可以减少水的用量、提高水加温速度、提高水的沸点(液态贮热容量)、大大缩小土石工程量。

这样从能量代换的角度出发:“托卡马克”是用了巨大的电磁能量进行核能量的约束;我们的设想是用巨大的压缩气体空间配合巨大的水体进行核能的约束,大空间气体的压缩过程就是“核约束专用能量”的聚集过程,就象“托卡马克”装置的线圈加电过程。其实“托卡马克”装置和中子锅炉都可以找到能量的表达,只不过表达方式不同而已。“托卡马克”避开了脉冲能量产生的激波,但‘力’的产生一克也不会小。在材料、工程地质条件许可、工程经济合算和绝对安全的前提下,建造深千米级内半径百米级的炉子,上部空间膛压在100个大气压之下,这样的中子锅炉其抗连续核爆的容量也许可达到万吨级——也就是说2100年时,我国全国的能耗总量也许还用不完这样一个炉子的最大能量输出能力!鉴于高压气体在本方案中的重要地位,电厂系统的设计中必需把它的生产考虑进去。气体压力与巨大水体对核爆球的约束贡献,在具体设计时根据需要进行计算。

以上数据是以设想工程的上限为据计算的,以后的计算将以设想工程规模的下限为据。

介质、介质形态:

是否可以不用水介质,仅在中子锅炉中充以高压气体呢?我们认为不行,只对压缩破坏性高温球体半径而言,高压气体只是在一定的“纯”状态下(介质对动能没有任何衰减作用)有相同的约束半径。这个“纯”状态是不存在的,与气体相比,水有巨大的质量、巨大的抗压缩弹性;与气体相比这个特性对约束高压高温爆球的半径而言,约束能力要高出非常多倍(此处暂时没有计算),对于冲出“高压球体”的动能(就是介质中的动能波),气体与水因密度不同,水的衰减能力也是大大高于气体,高压气体约束没有水可以起到的巨型惯性活塞作用。同时对非动能核能量(主要是超高能快中子辐射),水是理想的热能转换介质,气体在这个性能上与水无可比性。与气体相比,水是极好的热导体与贮热介质。

可否用其他液态材料呢?从“纯”力学角度来讲,水不是最好的约束介质——汞、高温液态铅、锡等等,大比重液态金属的动能约束能力也就是惯性都大大高于水,但它们在自然界的存有量无法与水相比——根本无法找到这么多的材料;更重要的是,水在核快中子辐射条件下的原子稳定性,大大高于重金属——水只发热,而重金属在快中子轰击之下会发生原子级变化,如“铅”原子受快中子轰击之后产生放射性“金”同位素,这个“金子”没法在 金融 市场上出售,重金属若真用于核爆约束,会降低热能生产,多产出一些放射性污染。水是最好的中子锅炉基本介质。

当然,若以水的“本性”来看还是有一定缺陷的,水的可压缩性远不及气体,粘滞性远不及沥青、淤泥,但我们可以改造“水”这个介质,使之成为我们所需要的介质。例如,我们可以让水中“溶”入大量的“碳”微粒,构成清淤泥状“超浓墨汁”,在介质底部不断地充以二氧化碳或氢气体,构成高压环境下泡沫丰富的超饱和气体溶液。核爆时,因第一时间是快中子射入水体,此时会有大量气体析出使气泡扩大,气泡的多少取决于水压和水体能量,在爆轰波与冲波到达以前,水体中会出现大量气泡形成“海棉”状水体,它对“波”动能的衰减和钝化是有很大作用的,在波能量到达炉壁以前尽可能多的衰减与钝化是我们的主要目标,“空腔”之外还有20米以上的水体厚度、68万吨以上的水,这为我们做消除与转化动能的文章留下了足够的空间。水气混合体应该是隔绝与转化波动能的理想介质形态。这很好理解——泡沫材料是隔音、隔热材料的常见形态,波能量不易在不同介质中实现跨介质传播,波动能折损很大,转化为无害有利的热能。从波的常识出发,水中很多气泡或气泡团的直径应大于冲击波的波长为佳,这样的大直径气泡应足以多层次包围爆点。类似这种混合介质的抗动能设计,人们其实早已广泛 应用 了,最强烈的常规抗动能手段也许是现代坦克的复合装甲和间歇装甲——只那么一点点空间距离就要完成对抗那样高度聚集的数以兆j计的动能破坏。我们设想的这个方案,能量虽然十分巨大,但它的动能波不是聚集而是以大球面形态扩散开的,球体边缘动能密度比反坦克动能穿甲弹要小几个数量级。由于不同介质的弹性模量不同,弹性压缩波在混合介质中的传递必然是一个复杂的过程,不可能是一下子全部表达到介质的另一面。

作为介质,‘水’与‘气’各有优缺点。由于‘水’一般被视为不可压缩的,以此不难推定,水中的激波能量在总体能量中的比例不会很大,但密度很高、压强极大——这就解释了我们在水压爆破图象资料中看到的装药量不大,但破坏‘力’大,同时破坏后抛射物动能很小。而气体介质与‘水’这个介质的性质恰好相反。再有就是‘气体’比重越大,形成激波动能的能量比例越大且波长越小波峰越尖锐,假若存在‘没有质量只有压强的所谓理想气体’,这个‘理想气体’里就不会出现激波,所有的能量将是火球的全部机械能量以‘所谓理想气体’为目标整体压缩,‘氢’是自然界中最接近‘真空’的物质,如果是高温电离状态下的‘氢’这个特性更加接近‘所谓理想气体’,所以我们把‘氢’作为一个气体介质的选项。其实‘托卡马克’的电磁约束力就是在真空中的高压力。以‘水’与‘气’的混合体为介质,就相互补充了对方的不足,发挥了它们各自的长处,这就是我们认定气泡丰富的‘海棉水体’为最佳介质形态的理由。三峡围堰水下爆破清除工程,也采用大坝一则向水下充气产生气泡,减轻冲击波对大坝的破坏作用,从而保护大坝的安全,在并不算太大的气泡幕的保护下,50%的激波能量被消除。

发生前的瞬间,在水下通过加气装置在容器的触水面(内壁)充入气体,形成一个一定厚度的‘气垫层’,将大大化解冲击波对结构的破坏力。在容器上部空腔中也要用发电降温循环后的水回注,形成气体介质中的液体混合物,完成与水中气泡相似的作用。炉内形成一个动态的介质体,也可以理解为一个‘常规物质向心惯性能量体’,由于‘向心惯性能量’与的‘离心’能量矢量方向相反,对解决冲击波能量应是有利的。当然在实际的设计工作中要有完整精确的计算与设计。这些介质控制工作用去总体电能的1%至5%也许就可以了,这些能量的大多数还会还原成介质热能封闭在地下容器中,这是一个设想。现实机械系统中,对令人不愉快的激波早已大量运用了类似原理——内燃机、无声的消声器,它们有用多级空间也有用混合介质,但总的物理原理是一样的,就是运用异种介质的阻波(能)原理把声波动能转化为热能,但它们所能动用的介质一般只会有固态与气态两种以静态方式被动消波,还不及我这个设想来得彻底、方便。如果能开发出耐400-500℃高温的类似橡胶特性的高分子材料,作为炉体的消波密封内垫层,配合其它一系列消波手段(如沙袋、车床钢刨花团、钢铁隔波墙之类),这样对波动能转化为热能是最好不过的了。

在这么大的空间里,把激波的波动能尽可能地转化为介质热能,加上大厚度专门设计的围体。工程的外部实现极低动能外泄,也就是人站在上面感觉不出什么动静或接近一般(裂变)核电站的动静,是有可能实现的。

看来“上帝”在地球上“造”这么多的水是有他的妙用的。这是西人的说法。

作为

动力学 计算 机单纯模拟:

对围体的破坏作用,本质上讲是一个力学过程。既然是力学过程, 自然 必需遵循力学的最基本定理。能量对物体的破坏力,是与能量的密度、能量所处介质的物理特性密切相关的。我们所能看到的机械破坏性能量无非是——动能、物质的压缩势能、热能(尽管在 理论 上它们都可以表达为质点水平的‘动能’,但在实际计算中还是分开描述在工程上准确一些,不讨论与本文关系不大的化学破坏能)。无论是上述三种能量中的哪一种,不同的固态物质对不同的能量密度都有一个屈服临界点。在本文前面已经讨论过热能不是本方案的破坏性 问题 ——一次投入1000吨当量的能量只产生不到1℃温升。因此对巨大容器的容器壁力学破坏的计算,是解答本文问题的基本出发点——如果解决了的力学破坏性问题,其它就没什么过不了的难关。其实这也是当初(二十世纪五十年代)否定‘氢弹’用于发电的最根本原因,如果当今的核物理还停留在几十万吨以上的水平,本文提出的这个方案也就无从谈起了。关于‘动能、物质的压缩势能’的破坏。位移动能(膨胀火球推动的介质整体运动)由于介质体积、质量非常大,介质运动速度不可能大到对高强度材料产生破坏作用;波动能的破坏作用是本节讨论和计算的中心;‘物质的压缩势能’在人们的生产实践中,也是常常可以看到的——锅炉的这一类的破坏性事故就是压缩势能累计到一定密度水平之后产生的破坏性物理变化。在激波动能的传播过程中,质点动能与压缩势能的相互关系是贯穿全过程的。可见,能量对物体的破坏作用,与能量的空间密度密切相关,如果把通常三维空间的概念扩展到四维空间——把时间轴加入到空间解释中,过程是一个时间高度压缩导致在力学上空间能量密度扩散高度不平衡的问题。四维空间的任何一维轴被压缩,都会导制能量在其它三轴上的富集,能量在三维空间的高度密集是能量破坏力的关键。解决这个高能量密度空间的问题可采用以下对策:

a. 降低能量级——‘托卡马克’通过注入极微量燃料实现;我们的方案通过选用可能很小当量聚变来实现。

b. 拉长能量的释放时间——这个在‘托卡马克’中是其基本手段;我们的方案中表现为一段一段的时间段,能量脉冲式的释放。

c. 加大能量的扩散空间——当今的‘托卡马克’越造越大;我们的方案干脆就是把能量扩散空间扩大到我们可以想象到的最大空间。

d. 加大空间容器的强度,这包括材料与系统结构两方面的方案设计选择。

e. 整个系统的能量释放过程中,系统必须有与之平衡的能量输出,否则,无论什么系统的空间总有容纳不下高密度能量的一个临界点,比如日常生活中时有发生的压力锅事故。

所谓,只不过是‘燃烧’的一种特定方式罢了。通常人们说的‘燃烧’,因其注入能量与‘燃烧火焰’边缘对环境的输出能量平衡,且能量场力学稳定——存在一个高温、与介质环境等压的等离子体,不会出现力学崩溃产生激波,故不会有(相变)出现。而就不同了,它没有‘燃烧’过程的能量场,能量为了实现其在空间上的力学平衡,必定会出现‘力学崩溃’。

假定1000吨的原点就是这个1000000立方米的球状空间,也就是说这1000吨的能量在这个空间中均匀同时发生,全部能量以机械能计算,以气态物质计算这个空间中也就只会产生42个大气压的阶梯状非线性升压。

设定:

1、 所有计算必须完全遵循牛顿定律、能量守恒定律及一切相关物理定理。

2、 以现实的小当量核为能量计算基准,完全公开的小聚变可知‘中子弹’是1000吨。

3、 以人类已经完全掌握的工程能力及大规模工程材料能提供的工程能力为工程规模设想基础。设想一个124米大的跨度空间,可容下一个1000000立方米的球体。

4、 以最容易计算的介质——气态介质为 参考 计算介质。

5、 为方便计算,假设这个容器就是这个1000000立方米的球状空间。这是一个在力学上抗破坏力最差但最容易计算的形状。

6、 能量全部以‘波’机械能表达。这样的计算肯定在计算上会超过‘力’的绝对上限。

7、 只计算中破坏力最主要的纵波,全部激波的能量只以这一种方式出现。不考虑机械能量的其它转变。

8、 对火球、介质采用‘洋葱头’那样的分层,时间以计算机可以表达的最小极限为分割。

9、 假设整个过程只有力与能的传递,没有物质的交流。

10、  固体球壁所受压力,以球壁紧邻的那层介质在过程中最高压强为准。

11、 各参数可进行有目的的调整。

这个单纯化的力学模拟程序并不难设计。

最后经我们编程模拟计算表明:

1、 介质质量不变的前提下,波力与介质压强之间的关系是:介质压强越大绝对波压力越大,但波压力与介质原有压强之差越小。

2、 只要单纯氢气介质中发生的绝对波压,在100个大气压以内的介质环境下,边缘压强没有可能超过 500个大气压。

模拟计算表明,这样的力学条件是人类工程所能承受的。但这又肯定不是一个轻易可以达到的工程水平,实际上一个大气压的压强差就足以对常规的民用建筑造成破坏,当然,任何取热的锅炉其对抗能量的强度也不是一般民用建筑可比的。

  

杀伤效应半径作一点 :

为了方便,首先设定——介质对杀伤能量的衰减为0,此所谓“理想介质”;推算某效能时,不考虑其它因素,此所谓“理想模式”。

动能在介质中传播、扩散有以下四个效能方式:

a. 三维空间球体膨胀——其能量在单一介质中的扩散是以球体形式膨胀,能量密度与球体半径的立方成几何反比。我们看得到大小不同的,火球半径差别不是很大。1 公斤与1克,在单一介质中此种效应下的杀伤性球体半径比为10:1。此效应为其他三种动能效应的源效应,占较大的动能当量比例。

b. 三维空间球面扩散——能量在单一介质中是以球面波的形式扩散,其能量密度与球体半径的平方成几何反比。这一点我们的物理常识也可以理解,1 公斤与一克,在单一介质中的同效能杀伤半径之比不是1000:1也不是10:1,而是100:1。这是冲击波能量的理想表达形式。

c. 三维空间中的二维扩散——在不同介质的结合面,有一部分冲击波能量会以二维圆圈的形式扩散,可压缩流体的冲击波有一部分会以此方式向外扩散。大气层核时的大半径地面冲击波有一部分能量来源于此,在极大核时,如苏联搞的亿吨级,大气层可以认为是一个“薄”层,此时应多考虑二维扩散因素,效能a、b都会受这个“薄”大气层的 影响 。1 公斤与一克,此效能下的杀伤半径之比不是10:1也不是100:1,而是1000:1。水面的涟漪就是以这种方式扩散的典型波动能。锅炉中这一种能量的表达形式是基本无害的,对热循环有一定的推动作用,尤其对双循环系统,希望a、b效能的动能有一部分转化成为这种表达形式(这是设计问题)。

d. 三维空间中的一维传递——产生的固体抛射物的能量不扩散、能量着点与出射距离无关,子弹、炸弹弹片在空气中有极大的杀伤距离,原因在于此;此外还有理想激光等所谓定向能。普通核没有固态抛出物。宇宙空间物体的运动基本遵守这个规则。

现实中的能量是以混合上述四种效能方式传播扩散的。

理想的核是没有固态抛出物的。在我们设想的中子锅炉中,必需考虑高压水介质在能量缓冲和衰减中的巨大作用,在能量衰减、扩散到不足以对锅炉壁产生影响并到达炉壁之前,能量是以效能a、b的形式扩散的,对冲击波(如果它对炉壁还有一点破坏能力),我们有几套解决方案可供 研究 。其中效能a因为体积膨胀非常之大,能量平均分配到球体内几乎可忽略,因此以效能b方式扩散的能量是这个中子锅炉的主要设计防范目标。

顺便看一下深水炸弹,在海洋中无法实现效能c的扩散;效能d因为深水的巨大密度,弹片的能量在水中急剧衰减,没有常规炸弹弹片设计的意义;只有a、b效能可以考虑,其中效能b又因介质水的衰减作用要少考虑一点;因此,多多考虑效能a才是正确的深水炸弹设计思路:要么小当量直接命中足以击穿潜艇钢板就行,要么提高6个数量级才可能提高100倍原本很小的有效近炸杀伤半径,这是核爆。在这里讨论深水炸弹,只是为了从一个侧面说明我们设想的合理性。

问题推进到这里,让我想起唐山大地震时出现的一个现象:当时在煤矿井下工作的矿工并未觉得有多大震动,出来之后看见地面建筑完全毁灭,这也许是与上面的波的能量传播扩散方式有关吧。当时称此为一个“谜”。好嘛!思考核聚变问题,随有手解一个“谜”也不错。

总体能量计算:

从有关手册中得到:

a. 水的比热——4.2×103(焦/千克•℃)

b. 千吨tnt总能量——4.12×1012

设中子锅炉半径为62.05米,爆点以上水深150米,加上部空间的高压气体压力,爆点压强为200个大气压。

前述“四种效能”中正常核只会有上节中的效能a、b

假定对一种效能进行计算时所有的能量全部以该效能表达。

在这个环境下一颗1000吨tnt的中子弹,计算后我们得到:

a. 水中空球半径为:36.89米,水面升高17.38米。

b. 炉壁承受最大(不可能)动能强度为:8519.69j/平方厘米

c. 对水体升温为:0.424℃/千吨tnt

d. 平均峰值“膛压”<800大气压(以反应完成最大压强一百万巴为基准计算)

e. 水体总体最大上升速度为:<69.38米/秒。

f. 火球达到最大半径用时:0.84秒。(电脑模拟)

g. 火球十次震荡用时<15.92秒。(电脑模拟)10次震荡为通常计算的上限。

从以上计算和电脑模拟的结果来看,炉子中间隔可以缩小到20秒以内,当量还有非常大的上扩空间,这就需要进一步的数据与进一步深入的研究了。我们现在并不精确知道动能的那种形式(波还是膨胀压力或是水流)对炉体的破坏性冲击实际是多少,搞清在本方案中的各个细节是我们进一步研究的目标,为更进一步具体的对策性更强的 科学 方案作好理论准备。其中“膛压”在系统设计时是可以接受的。波压力是由“质点”原地震荡形成的,波在介质中的传递运动有扩散、衰减、穿透、反射等作用,它的破坏机理和防范方案是我们应该彻底搞清的问题,这需要大量的实验、精确的一手数据和正确科学的计算。从资料上得知:管射武器的动能杀伤效能是以能量单位焦尔(j)而不是以力单位牛顿来计算的——12.7毫米大口径枪口动能为17000j左右,手枪枪口动能500j,坦克炮炮口动能10mj。动能的能量获得阶段是——在枪(炮)管内的加速,其加速距离为数十毫米(手枪)至数米(火炮);能量的释放阶段——击中目标,12.7毫米大口径枪弹是无法击穿坦克装甲的,从这一点看我们的方案也是可行的,12.7直径弹丸横截面积为1.26平方厘米,弹丸作用于钢板时是瞬时释放能量的刚体碰撞,炉中的能量是以多种形式、不同时间、并非全部的能量以液态水为载体对炉体起冲击破坏作用,也就是说,弹丸作用于钢板的单位面积动能功率与假想中子锅炉中单位面积动能功率根本不在一个数量级之上,到底是多少这要作大量的实验与计算,这里不应作没有把握的计算,我们现在也没有这个条件。弹丸得到的动能只是全部发射药能量的一部分。大口径炮平均膛压5000大气压。

“核扳机”污染问题

毕竟此为 工业 发电用核,与军用中子弹目的不同。快中子在中的当量比例是可以放大到理想水平的,快中子在水中的能量衰减很快,这正是我们所需的热水。尽可能提高聚变当量比例,是提高功率、降低成本的有效途径,因为,“核扳机”单位功率的成本比聚变材料要高得多,“核扳机”要有精细的加工,聚变燃料只要装填。

本方案的附带好处是,可以不断改进“核扳机”的设计(包括军用和民用),降低核裂变的当量和核污染,直到接近完全无污染。如此高频率的点火,也为使用更重、半衰期更短的元素的不稳定同位素作为“核扳机”提供了可能,巨大的电力和大规模核工业为生产合成这类人造元素提供了可能的条件,这是实现极小当量“核扳机”的一个可能方向,因为发电用“核扳机”不需要战略值班核武器那么长的贮备时间,它有助于我们实现污染最小化目标。选择“核扳机”材料,应选反应后放射半衰期短的元素,这样在中子锅炉炉体中经过一个不太长的时间就会达到核辐射平衡的状态,它对炉体外的自然生态环境的放射性污染就可以认为是忽略不记的。这可以认为是民用聚变与军用聚变之间的区别——民用聚变点火扳机要求低污染、低当量、残留辐射时间短,可以容忍贮备时间较短的缺陷;军用聚变扳机的要求是,贮备时间长,对污染要求相对低一些。当然,这一切点火假设都必须经过正规的核物 理学 家的设计、计算与试验才能成为现实,这里只是一个点火材料的“猜想”。

所谓“核污染”在现在的裂变电站中主要是那些用过之后没有发电价值“稀释”材料中的残留“低”核能量及没法和平利用的“钚”元素,装料时必须清除而进入人类生活环境圈。本方案的中低能量材料的总量接近于0,“核污染”主要来自总量本来就不多的“核扳机”材料,留在炉子中自然衰变还可以“发挥余热”。

目前 的核电站中,“钚”元素是无常用于发电的“废料”,它除了做燃料以外没有和平用途(“凤凰堆”、“文殊堆”现在看来还有很多问题,主要是稳定性和可控性)。如果我们的设想方案成立,就会组成一个有机的国家核电系统——裂变电站生产聚变电站的点火扳机,聚变电站消耗裂变电站的“污染废料”,核“垃圾”发电。

这样,如果假定裂变电站占全国发电总量的5%,目前技术无法利用的“钚”元素,用于我们方案所提的聚变电站“扳机”增值能量应该也有>5%,引发的聚变能量就要占60%至70%,其余(水力、风力少量的火力等)占20%至30%。这可是一个十分理想的能源结构体系。

“核扳机”的存在,也为这个中子锅炉提出了一个必然问题的必然解:与裂变链式反应一样,中子锅炉存在一个所谓“临界体积”——能容纳最小裂变(据资料称为10吨级,也就是100吨以内)的容器的最小体积,以本文的假设 方法 大约半径29米以内,我们叫它物理“临界体积”。

自然界为我们准备好了一切建造跨过聚变发电门槛的材料,就看我们怎么样拿来用了。

  

   矿物存储量推测:

   一般认为聚变材料是无穷无尽的。所以只对‘核扳机’材料的储量进行推测计算,就算是完成了本方案矿物储量的推测计算。当然,还有‘锂’、‘铍’等核工业资源储量要考虑。

   以目前通常的观点,裂变核材料可以供人类发电使用几百年到几千年,那是以自然界中铀-235的储量计算的,以200年计。铀-238是‘贫铀’,但它的储量是铀-235的50至90倍,以50倍计。常识知道铀-238在中子轰击下会变成‘钚-239’,这是通常小当量点火的核扳机材料,如果以引发10倍的聚变能量计算,本方案的炉体中有大量的快中子,它本身就可以完成‘钚-239’的生产。这样‘200×50×10’计算至少可以为人类提供10万年的电力,扣除各种因素,如能量使用递增等,这个方案为人类提供1万年能源是一点问题也没有。至于1万年以后人类用什么——三皇五帝用不着为我们今天烧什么柴操那个心了!

   经济 性问题:

   矿物储量问题解决了,那么经济性也就不是什么问题了。因为工业化生产有这个需求,就有必要建立大规模的常年生产的模式。这样,点燃一次千吨级聚变,当然也就不会是要用一颗军用炸弹那么大的代价了。这并不难以理解,炸弹是军用装备,国家为了有足够的保障能力,必须建立一定规模的生产工厂,养一大批科学家和专业工人,但战争又不是天天打,实际上人类只打了两发核炸弹,所以,大代价建立的工业系统只能是以最小的生产能力开工甚至于停工养线,炸弹的生产成本自然就只可能是很高很高的了。这也从一个侧面解释了 现代 工业强国为什么总是要在这个世界上发动一场又一场的战争,今天那样的战争商业活动的成份更多了一些。这里谈的是能源燃料成本问题,超大规模工业化生产的产品成本,自然会向原材料资源成本接近。资料显示,同比能量的聚变成本只是裂变能量成本的1/20。由于只有波动能一种能量有可能传出容器,在各种转化手段作用之下,总体上不会有太多的外传波动能比率,因此,锅炉的热升温效率应该是很高的(也许大于98%),发电效率与裂变电站在一个水平上。

   再说一说工程建设成本问题。工程投入以目前裂变核电站的投入水平看:五十至一百亿币/一百万千瓦(5-10元/瓦),我设想的这一系统在十分宽松的情况下可安排五百套一百万千瓦机组(目前全国总装机容量)满负荷工作,锅炉体建设总投入2000亿至5000亿元币左右应是可以完成和可以想象的,具体多少机组才会与裂变电站单价持平,要在实际的设计中进行计算,我们叫这个装机数量为经济“临界规模”。这也只不过是三峡工程的投入水平,没三峡那么大的移民和环境问题,据说三峡工程资金的最大头就是移民资金。国际热核项目的‘托卡马克’试验仅仅是一个原理验证试验就计划投入100亿欧元、三十年时间,而我们的方案就是一个完整的几乎是以目前全国一半装机容量为起点的大工程,随后还可以成倍扩充。如此规模的发电机组投入,其单机投入成本相应也会要低很多,总体大约会在1-3元/瓦以内的水平上。这样整个能量系统的发电装机要在30-70套1000mw机组水平才能与裂变电站的单位成本持平。装机越多单位成本越低,也可以考虑开发更大的机组(比如一千万千瓦,前提是有需求和技术基础)。我国如果想达到美国的人均装机容量水平恐怕只有这个方案比较可能实现了!如果是我自己来看这个问题,我甚至认为这是我国在人均装机容量上接近美国的唯一方案,无论是在技术还是在工业规模上都是如此。总装机容量可是要达到美国的五倍!如果把那时无论如何也达不到的美国石油人均水平折算为电能还要大一些。工程地域面积不大而且集中,全系统占地面积不过三五十平方公里;工程地质条件选择最优地区;主体为揭开式开挖工程。这些都有利于控制工程成本。地面除必要的发配电建筑外,可搞人工生态林,建立永久环保‘无人区’。

以我国的版图看,第一个这种系统建立在华中地区比较有利,这样就根本解决了最发达地区——华中、华东、华南和华北地区的电力布局问题,也为西部地区的 发展 提供了决定性的能源支撑,只有东北电网不在其理想辐射半径之内。

从全球能量供应布局来看,二十个电厂就足够满足未来几百年的能源需求水平——欧亚大陆十座,印度次大陆两座,北美两座,非洲两座,南美两座。岛屿国家没有使用这个系统的空间,大不了放一组海底电览过去。

这个系统是不是太大了?我以为不!上世纪五十年代在考察三峡工程时,对它的发电量也有过太大的顾虑,它比当时全国用电量还要大好几倍!今天三峡工程完成了,除三峡以外国家在电力系统上还有上百倍的发展,电力供应仍是一个问题。想要达到美国的人均装机容量水平(姑且认定这就是现代化的标准),如果还是走扩大煤电的老路,我国就必须要达到每年100亿吨级的烧煤水平,平均下来就是一天烧二三千万吨的煤,太可怕了!资源储备无法容忍,环境无法承受,我们也死不起那么多的矿工!烧油更是不靠谱;裂变核电站杯水车薪,也维持不了几十年;水利发电也有个极限;太阳能、风能、潮汐能因能量密度太小,集能设备单位投入过大,还受地域、季节、时间限制,这些不可能根本解决如此巨大的能源缺口。谁叫我国的人口那么多呢?据说十六亿是我国人口的上极限拐点。

人类工程能力我们也已经论证,剩下的就是投资能力和投资决心了。当年美国搞“阿波罗”、“曼哈顿”工程可是倾全国之力而为之,“曼哈顿”有巨大的战略价值;“阿波罗”可是个在经济上没什么油水的项目,当时只是个国家、民族的‘面子工程’。就说今天的‘国际热核’项目,那可是一个没什么把握,就算技术上成功,经济上也是不划算的东西(有资料),可还是下决心投一百亿欧元花三十年时间来做原理验证,这可是人类 历史 上最大的也是最没把握的试验了。据估计,我国未来十五年要在电力上投入十五六万亿币,假设全部用于发电计算下来也就是今天全国发电总装机的三倍左右,就是这样我国人均还达不到两千瓦。我们的这个工程设想如果成立,其投入应该会节约三分之一以上的投资。

说‘主义就是苏维埃加全国电气化’,可见电力是建设文明 社会 的第一物质基础。

简单‘筒’结构计算

从最接近问题的技术资料——《与冲击》1997年7月,《多层复合壁构筑物水压爆破药量计算及 应用 》作者:张宪堂、陈士海。用文中介绍的应力计算方法,对我们的中子锅炉钢胆壁受压力及应力进行推导、计算得到如下结果:

公式:

p=5880×w1/3×(w1/3/r)0.89×c/(r×(1-u2)1/2)                    (1)

其中:p为压强,单位pa。5880为水的介质参数。w为物的爆热当量,单位kg。r为容器半径,单位m。c为容器材料的声速,单位m/s。u为容器材料的泊松比。

在以上公式中,我们看到了影响水激波压强的各大因素并作出相应对策:

a. 当量——引用已知的最小聚变:1000吨级聚变

b. 容器半径——在最大的人类工程能力以内,根据综合因素建造

c. 容器材料物性——钢材的综合条件比较理想

d. 介质激波生成物性——汽泡水的综合条件比较理想

在公式中我们没有看到:

e. 介质对波动能的衰减物性——添加特定物质、充气,加大其能力。

对公式进行“理想化”改造,(把其中的0.89改为1)得到公式:

p=5580×w2/3×c/(r2×(1-u2)1/2)                           (2)

代入数字电算证明,这个公式与原公式基本一致。

从这个公式中我们可以见到前面对动能传播效能中的第一和第二种效能——产生的“源能量球”的体积与爆热成正比;激波的合力与这个“球”的半径的平方(表面积)成正比;在同一材料条件下容器受力(能)与容器半径成平方反比。这个角度看公式,比较容易理解。

工程计算:在地面大气中建造纯钢“炮管”内无支架结构模式,以ⅳ级钢材铸造300m深半径62.05m的钢筒,设1000吨当量核爆热与1000吨常规相当(实际要小得多)。

a. 炉体在冲击波下受到压力为p=793个大气压

b. 炉体下部区(炮膛)部分壁厚<4m,其中:1.23m对冲击波作出约束贡献,2.48m对200个大气压作出约束贡献。上部壳厚2.29m.

若从这个结果出发,也会得出造不出足以约束核的工程结论——工程及工艺过于复杂、投入过高。但用我们的方案——地下工程,这个系统的结构力学设计方案可以作如下调整:放弃钢筒“拉”应力的结构思维,代之以围体“顶”的预应力结构模式,这个问题就迎刃而解了:在这个没有空隙、200个大气压的环境下,1000t 水中,筒壁受压就算乘以5的系数,也只不过不足相当于2000个大气压的静荷载水平,这根本算不了什么。

炉壁应该设计为对内有400个大气压的“压”预应力的“钢包裹膨胀水泥”围体。也就是说冲击波还用不完炉壁的预应力。大量的“波压力”必定均匀传递到了围岩之中。

以上只是对“纯粹”水介质中未加任何消波、钝化设施地下“中子锅炉”的一个不太精确但极其安全的结构方案设想与结构力学计算。实际要搞清精确的具体数据、找到精确拟合公式,必需经过大量的实验与论证。有限空间内无损伤问题是本方案设想的核心。

对污染平衡的概略 计算 结果:

前提:长期稳定地点燃聚变

污染平衡概略方程:day2=year×2×365×2

半衰期一年——37天

半衰期十年——120天

半衰期一百年——379天

半衰期一千年——1200天

半衰期一万年——3794天

以上只是概略计算,实际应当比这个计算什要小一些。由此看来,选取短寿命元素的目的主要是:

a. 降低裂变比例

b. 为炉子寿终正寝之后留下一个干净的坟墓。

在污染达到平衡之后,我们可以认为,中子锅炉对外部环境是没有污染的——它只有污染物的投入,没有污染物的排泄,且只会维持在一个一定的低污染强度水平之内。这一点与裂变电站根本不同,裂变电站要不断地排出核废料。

面对实际的波动能作一个系统结构设计:

大工程是本方案基本形式,但并不是说单纯筒体方案就一定是本方案的最佳结构形式。由于波能量的总和还是非常大。尽管我们设想的介质对波动能有很大的改变,但冲击波波阵面与筒壁的正面碰撞还是一个不可忽视的巨大能量,冲击能量在时间上过于集中地对筒壁产生作用还是我们不愿看到的。只有运用综合手段来面对‘冲击波’这个不好对付的能量,才是相关 问题 的解决之道。我们设想了如下结构形式:(略)

有兴趣可以与地大(武汉)科研处联系

安全问题:

假设这个中子锅炉体发生,其能量释放当量会达到十万吨级的水平(但主要是300℃以上热水和100个大气压,会发生汽化进入大气),尽管如此,安全系数必需要大过两三个数量级。炉体的安全设计也应有最高的水平,而且,国家的战略安全必需有绝对的保证。三峡工程一样也有相应的安全问题。我们的方案系统也很容易实现全封闭的高度自动化。

再看看中子锅炉炉体,它是一个大部分或全部埋入地下的超高强度地上部分基本实心的建筑,就算有9.11那样的飞机撞击也不会对它有什么象样的损伤,除了大国核战争有可能对它有点 影响 之外,在这样的能源系统 工业 环境下,大国间相互的‘核威慑’只能是个笑话。大国必需有强大的能源工业,核聚变发电是获得国家能源的必由之路。至于将来实现全球布局,应设想建立某种机制,例如建立核大国能源跨国公司,解决能源材料的绝对安全问题,它要比今天的防扩散机制要有效得多才行。。

一点认识:

任何在发出破坏动能时反应大多已经中止了。任何聚变过程只要条件达到,都会是一瞬间完成的——太阳的100亿年对他老人家来说就是一瞬间;从常识推断,“托卡马克”装置是将极微量的聚变材料不断注入高压高温环中,发生聚变得到能量后,不断输出能量保持环中压力平衡,其能量不足以冲出“托卡马克”环的局部高压区域,模仿太阳核心的巨大压力,维持力的平衡。核聚变又何尝不是模仿太阳呢?只是不试图模仿点的力学平衡而已。我们的中子锅炉模仿的是太阳系——太阳在核心发出能量,太阳系的外圈是非常寒冷的;千吨聚变在锅炉点发出能量,达到锅炉壁的能量是可以承受的,把实现力学平衡的条件放大到远离爆点之处。问题是一个“经典力学” 问题,绝大部分 理论 基础十分成熟,甚至是工程手册化了的。“托卡马克”其实也是用的常规手段——电磁力是十九世纪已经为人类搞到十分清楚了的“场”力,还是个“常规手段”,其巨大的聚变压强也通过“场”传递至壳体之上,且应该也是与半径成反比(柱状扩散)。与巨型工程相比,‘托卡马克’不可以‘常规想象’的是它大得无法想象的电流强度。

是特殊状态下的燃烧,‘燃烧’又何尝不是特殊状态下的呢?量子水平上看,无论是常规还是核‘燃烧’都是一个一个原子在进行非线性地能量梯级释放,‘燃烧’是众多不断量子级的群体外观表现。把与‘燃烧’两个概念对立起来,就只能得出那个传统的‘定论’。什么是‘受控核聚变’?‘托卡马克’方案可以说是受控核聚变,我提出的方案就不是‘受控核聚变’吗?把‘聚变’当量控制在一个大小合理的水平;想象一个足够大的容器,设想中的能量绝大部分(几乎全部)被约束在容器里,容器结构没有任何破坏,这样不是受控那又是什么?这个系统的 经济 规模装机容量(相对于裂变电站)的能量投入大约是一天数千次千吨级,加大(装机)功率后可达一天数以万次的,这样的能量投入还能叫‘一次惊人的’吗?这样还不是‘缓缓释放的电能’又能是什么?

本方案设想的不足之处、技术细节漏洞应该不少。这必须经过大量试验得到一手数据进行实际修正,并且最终找到尽可能精确的解答。我对工程方案之形成的逻辑推定过程应是比较严谨的,初步的力学计算和电脑模拟也是有 科学 根据的,既是工程设想,用工程计算的手段也算正常。对非线性过程问题的 研究 涉及不多,这是一个缺陷,若能正式展开具体模拟研究,这个方面必加强,好在科学界这方面的实际研究成果不少。

方案涉及的问题非常大且广,但分解开来,每一个方向的子课题已经被前辈科学家精确解答,因此我们把工程问题作为一个问题提出来进行研究。

的能量是可以有控制地加以转化利用的,现实中的能量转化系统就有:内燃机、火炮发射、火箭发动机等等,这些事实尤其是火炮发射,证明了大能量的是可以加以利用的。地下核的现实,证明核并不是破坏力没有边际的巨大能量,它有实实在在的能量计量单位,深层小当量地下核的破坏半径是十分有限的,大气层核的那个大半径火球是在仅一个大气压条件下的最终产物,采用一定的手段在人造大空间工程内实现无损伤核是没什么问题的。有关核爆能量这一点,公开的资料可以说明一些问题——广岛在爆心处现在还矗立着当年后留下的废墟(并非‘夷为平地’),它的屋顶钢结构还完好无损,大面积的倒塌房屋主要还是当年日本常见的木头建筑;我国第一核试的钢塔也只是顶尖部分被汽化,其余大部分还是因高温软化躺在原地。

本文提出并在理论计算上验证动能可用工程约束,进而推定核聚变能量是可以用大工程手段被约束并加以利用发电的。从理论上否定“核聚变只能引发氢弹,却不适用于核聚变发电,因为电厂不需要一次惊人的力,而需要缓缓释放的电能。”这个教科书上的著名定论,证明 现代 低当量核的动能破坏力与现代人类约束工程能力之间有巨大的交集空间,若仅能证明只有一个交点或交集很小,这样的设想从工程角度来讲也是不成立的。与通常的基础理论研究论文不同,本设想不试图发现新的物 理学 基本原理,它的目的是对我们所提出的物理工程概念进行论证。

化石能源正一点点枯竭,人类在一天天进步,聚变发电必定成为电力的主要来源。石油、煤炭是重要的、不可再生的化工原料,有了这样的大型核发电系统后,还用它们作为燃料简直是太奢侈了!

这世界是好的,上帝说:“要有光”,就有了光。事就这样成了!

庄子曰:“无极之外,复无极也。……此大小之辩也”。聚变核能量的确是非常之大,当我们站在更“大”的立场上看待它时,它就不那么大了。连续间隔的在极长的太阳寿命面前就是连续的燃烧。对万事万物只要用辩证的眼光去观察,就有可能找到看似简单实为精妙的解决方案。不用条条框框约束人的思维,人就可能找到一些问题的正确答案,这是我对老子“绝圣弃知”思想的理解,绝对不是没有科学根据空中楼阁式的胡思乱想!没有系统的科学知识,想入非非是不可能找到科学难题的正确答案的。我这里没有否定任何科学定理¬¬——定理在进行正常计算时是必须遵循的真理,只是对某个不一定精确的“定论”进行了一个改变发生环境的理性地 否定,离经不叛道。

写了这么多,其实只是说明一个很简单的想法:用一万份重量钢铁;数十万份重量混凝土;造数万倍同重水体积的地下空间;空间中一千倍体积为无支撑球体空间。这种条件实现对一份当量的约束理应是没什么问题的,而且人类也掌握了聚变核特定效应的控制手段——比如降低冲击波能量比例。就算要投入一亿吨钢铁搞这个工程(这是不可能的上限),以我国现在的国力也没什么不可以想象的——如果是常规开挖、常规封闭,这将是一个工期二十年左右的土木钢铁地下工程,不过只占用国家钢产量的3%至5%,而得到的发电装机容量却是使国家现有容量在技术上立即轻易无限制地成倍上翻!且永远根绝所谓能源危机。我国 目前 的煤炭年开采量——21亿吨,已经超过了国家环境容量没有上升空间了,要提升煤产量只有以牺牲环境为代价,石油消耗水平也接近极限,唯天然气因为作为比煤炭、石油清洁的化石能源还有一些替代上升空间。技术成熟的水电、裂变核电的 发展 成为我国目前优先发展的方向也就是 自然 而然地了,受开采、储量的限制它们也会有一个上限。

其实,人类在科学及工程领域的任何进步,其出发点都必须牢固建立在明确、清晰、简单的科学基础之上。比如三峡大坝电站,它的理论出发点就是——建造一个建筑,蓄积水的势能,获得水的动能推动水轮——发电。当然具体工程本身有极多极其复杂的科学难题要面对。

聚变核能是一个巨大的能源。我的方案与‘托卡马克’,一个是试图建立超出今人想象的(文中已证明)人类可以完成的巨大工程;一个是试图用至今还未验证的‘原理’去建立发电机能源。哪一个更加‘现实’一些呢?相信理性可以作出正确的选择。

我的大工程方案看来是用‘蛮力’,可‘托卡马克’就是巧力吗?在一个不大的导体(超导体)里注入数千万安培的电流,这早已远远超出了人类正常的理解范围了。我国的east,计划是每天十万元运行电费,换算下来这个系统的平均输入功率为10mw的水平。以今天的物理学为工程技术打下的坚实广泛的基础,要完成一个工程量不算太大的 应用 工程研究项目,不应该是iter那样花一百亿欧元三十年时间,还没有十分把握拿下的。要是有十分把握,一百亿欧元就算是经济大国中最穷的 中国 一家也出得起,它还没三峡工程投入大呢!但谁也不想单独承担这个巨大的风险。巨大能量的集中必然导致巨大压力的产生,如果引发了聚变反应压力会更大,所以我们看到的新闻图片是一个巨大的‘高压锅’!可又有什么样的大功率机械不是用‘蛮力’?老子又曰:‘大巧如拙’。

我们的设想就以我中华民族上古传说来命名吧——《燧人计划》

主要的 参考 文献 :《与冲击》1997年7月,《多层复合壁构筑物水压爆破药量计算及应用》作者:张宪堂、陈士海。

题外话

本文乍一看象是一篇异想天开的所谓科幻文章。但本文所有的计算全都是建立在已有的成熟技术和最基本的物理理论基础之上的,几乎就是一个现实的建筑方案,而不是什么没边没际的胡思乱想。随着科学技术的进步,人类的工程能力在不断的提高,很多幻想的大工程早已经成为现实:

潜艇——儒勒 凡尔纳在幻想小说中的神奇机器;

飞机——莱特兄弟作第一次飞行前夕,还有‘专家’一口咬定那玩艺儿绝对飞不起来;

卫星——牛顿 时代 就有人设想在一座‘牛顿山’上向水平方向放一炮,炮弹会从后方飞来;

万吨级船舶——在钢铁应用于造船之前,这也是不现实的;

海底隧道、长江大坝这一类工程,在生产力水平低下的年代,只能是‘幻想’——以农业时代甚至是工业化初期生产力水平的大规模人山人海、热火朝天的会战方式想要完成这样的工的是‘异想天开’!如果说我们提出的聚变应用方案是‘科幻’,那么大量并没有实施建设的工程设计方案也都可以说是科幻作品了。

当今的人类还在做着一些今天的技术、生产力水平及实际经济需求不可能完成的工程幻想:

洲际地铁——在大陆地下建设真空隧道网、以磁浮列车为网内低能耗运载工具,实现洲际高速旅行;

大洋阿基米德水中隧道——在大洋中以阿基米德浮力原理建设锚定于洋底,悬浮在一定深度的跨洋隧道工程,与‘洲际地铁’配套组成全球 交通 网络 系统;

太空电梯——在赤道上建设太空索道运输系统,为了实现系统与地球自转同步,索道要长达72000公里以实现系统工程重心处于36000公里的同步轨道上。

以上工程之所以不现实。洲际地铁、大洋隧道是因为工程规模过大,这比孙中山时代中国要建立三峡大坝还要不现实;同时人类的现实交通方式也没有什么不可以接受的,这比协和飞机与波音747之间的差距要大得多。据报道,英吉利海峡隧道并不赢利,那么它除了实现英伦与欧陆的脐带联系这一古老的 符号外,没太大经济意义。而太空电梯就更不用说了,物理原理上看似乎没什么问题,但以今天的 科技 有谁对这72000公里长的一根无任何支点的索道放心?——那可是要以1克/cm3比重的物质达到抗拉强度数以千吨/cm2的临界抗拉水平!要知道钢铁的抗拉水平不过就是以吨计,想象中的碳纳米管的抗拉水平也不过200-300吨/cm2,可预见的未来是不会出现这种材料的,也许千年以后可能有什么办法。可就是这么个没什么太大可能的工程设想,nasa居然要拨专款研究,还搞了个什么方案竞赛。洲际地铁、大洋隧道也有人在进行专门研究。可见奇思妙想在科学上是多么的重要!

有关‘太空电梯’,如果材料问题真能解决,我们到是有比今天参赛的作品更有意思的方案。这可以专发一篇‘科幻’论文来讨论。那是一个美好的梦想,但也许永远只是一个梦想!

就说现今全球相关顶尖学者正在围攻‘可控聚变’的‘托卡马克’方案,我以为也是困难重重:

第一个难关,‘托卡马克’要在高度的真空、高电磁场力环境中,注入极微量的聚变材料,从而实现稳定的聚变反应,这样问题出来了——在如此高强度的能量场中谁也说不清会产生什么样的电离物质与少而又少的聚变材料混合!这也许是到今天‘托卡马克’的场压力已经达到太阳聚变压力的20倍还是无法实现稳定燃烧的原因之一——压力已经不是问题了,燃料无法保证稳定状态,自然还是无法保证稳定燃烧。换言之就是,人可能造出稳定的太阳内部压强(目前还只是短时间的),但无法模拟出太阳(恒星)上的长期稳定的物质比例。

第二个拦路虎,假定可以稳定燃烧了,又如何捕获聚变反应以快中子能量表达为主的能量输出?中子是电中性的,只好让它们在真空的‘托卡马克’环中自由发散,能量收集装置是放在环内还是环外?

长时间的高强度的中子照射,又如何保证‘托卡马克’环体材料的稳定?这是第三只拦路虎。

就算以上问题全解决了,以目前国际项目计划以100亿欧元投资用三十年时间验证‘托卡马克’方案成功,要实现实际发电的投入是多少?

以上只要是稍有科学常识的人细想一下就可以理解的几个问题,至于更多的问题没必要再去想了!可是为了五十年前论定的一个可能性,科学家为此奋斗了五十年,并还决心在这条路上奋斗下去!科学是要有一点牺牲精神的。

但五十年还搞不出东西,也说明它有其必然的内在科学道理。

面对这样的没有十分把握的方案,欧洲拉全球投入100亿欧元,计划花三十年时间完成一个‘托卡马克’发电验证系统。花100亿欧元仅仅搞一个验证,说白了就是一支‘试管’!实际的工业投入就不知道要用多少,而工业聚变电能的产出又能是多少?!法国甚至有学者干脆就认为它是政客们的‘政绩工程’——想想也有道理,三十年时间这些决定项目上马的政客们早已结束了自己的生命,无论技术研究成还是败,他们都能达到目的:成,政绩自然没说的;败,也是对科学的大力推进,至少证明目前此路暂时不通,这么大的物理试验工程,无论成败,它必将对基础物理理论、材料科学、控制技术等无数相关产业起巨大作用,也应算是政绩。可见聚变能对人类的诱惑有多大。投入100亿欧元搞‘托卡马克’实在是当今科学界对聚变能没找到什么其它的办法了。花100亿欧元造一个不算太大的的工程(据说为100mw),居然要计划三十年时间完成,这是不是对人类的工业制造技术能力太没信心了?要不就是方案有问题,所以欧人不是傻瓜,要拉全世界有点钱的人和他们共担风险。实在不明白,物理学发展到今天,人类已经对大到宇宙物理、小到量子物理已经有相当深入的认识,还有什么人类认为‘理论可行’的工程要花100亿欧元用三十年时间去做一个验证!?可以说“国际热核”的人类最尴尬的项目,有点当年

第四篇 中国核能和平利用十五发展计划纲要_其他理学论文

前 言

核能和平利用产业是一个以众多学科为基础 发展 起来的综合性战略产业,就其本身的专业技术而言,它包括了核反应堆、核燃料循环、同位素与辐射、核废物处理、核安全与防护等技术。就其产品而言,又包含了高效能源技术、 电子 与信息技术、光机电一体化技术、新材料、生物技术、环保技术等非核高新技术。一个国家核能和平利用技术的水平是衡量其综合 科技 实力的重要标志之一。核能和平利用产业对国民 经济 发展、国防建设和生活水平的提高起着重要的作用。

我国核能和平利用产业是在核军工的基础上逐步建立起来的,经过几十年的发展,已经形成了比较完整的产业体系。但是,就总体而言, 目前 尚处于结构调整期,发展水平还不高。与许多国家相比,我国的核能和平利用产业对国民经济的贡献率以及技术水平均存在着相当大的差距,尚不能满足经济和 社会 发展的需求。"十五"期间,要在《国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》的指导下,统筹规划,合理安排,实现产业的跨越式发展。

一、产业现状

(一) 产业发展的成就

目前,我国已形成了基本配套的军民两用核动力与核燃料循环科研开发 工业 体系,具备了自主设计建造中小型核电站的能力和核电站燃料组件的生产能力,核技术(包括核供热、同位素和辐射技术等)在工业、农业和医学等领域得到广泛 应用 。经过几十年的发展,我国在科研、设计、建设和运行等方面积累了许多宝贵经验,培养和造就了一支专业齐全、具有相当实力的科研、开发、设计和工程建设队伍。wwW.0519news.CoM我国的核能和平利用产业已经形成了一定的规模,在某些技术领域达到了世界先进水平。

1. 核电

我国的核电事业自上世纪八十代初开始起步,"八五"期间有3台机组(共2100兆瓦)建成投产,即我国自行设计建造的秦山一期300兆瓦核电机组和利用外资、引进成套设备兴建的大亚湾核电站两台900兆瓦核电机组。目前,这3台核电机组一直在安全稳定地运行。2000年核电发电量为160亿度,占全国总发电量的1.19%。

"九五"期间有4个核电项目8台机组开工建设,总装机容量为6600兆瓦,它们分别是:1996年6月开工建设的秦山二期核电站两台600兆瓦压水堆机组,1997年5月开工建设的岭澳核电站两台百万千瓦级压水堆机组,1998年6月开工建设的秦山三期核电站两台700兆瓦重水堆机组,以及于1999年10月开工建设的田湾核电站两台百万千瓦级压水堆机组。这8台核电机组的建设正在按计划顺利进行,预计在"十五"期间陆续建成投产。届时核电总装机容量8700兆瓦,占全国电力总装机容量的2.2%。

我国已能自主设计建设300兆瓦压水堆核电站,基本实现了600兆瓦压水堆核电站的自主开发、设计和建造。通过已建和在建核电项目的实施,在核电 研究 与工程实验、工程设计、设备设计与制造、工程建设、项目管理等方面已经具有相当的基础和实力,具备了以我为主、中外合作条件下建设百万千瓦级压水堆核电站的能力和一定的开发创新能力,这是我国今后继续发展核电极为宝贵的基础。

2.核燃料循环工业

随着核电事业的发展,我国的核燃料工业有了进一步发展。在军工时期我国已形成了从铀矿地质勘查、铀矿采冶、铀同位素分离、核燃料元件制造、乏燃料后处理直至核废物处理与处置等完整的核燃料循环工业体系,改革开放二十年来,在与国际广泛交流的基础上,我国陆续引进和开发了先进的技术和工艺,在核燃料生产的几个主要环节上实现了更新换代,对提高产品质量、降低生产成本发挥了重要的作用。

地质勘查已为国家提交了相当数量的铀资源储量。可地浸砂岩型矿床勘查初见成效,并显示出了良好的前景;

初步形成了以地浸、堆浸和原地爆破浸出工艺为主的铀矿采冶生产格局。地浸、堆浸产量份额达到60%以上,大幅度降低了铀矿采冶成本,提高了铀资源利用率;铀同位素分离已实现扩散法向离心法过渡,到20xx年底,离心法分离功能力可达到每年1000吨;"十五"期间,铀同位素分离生产能力能够满足我国核电站的需要;

核燃料组件制造生产线为核电站提供了合格的燃料组件,基本实现了300兆瓦、600兆瓦、1000兆瓦三种容量等级的压水堆核燃料组件的国产化,现已具备年产150吨以上燃料组件的能力;重水堆核燃料组件生产线也正在建设中;

动力堆乏燃料后处理的中间试验厂将于20xx年建成,设计能力为日处理100公斤乏燃料;

中、低放固体和液体废物已开始处理和处置,中低放废物处置场已经建成并投入运行,高放废物处理的科研工作取得进展。

3.核能技术开发

我国在先进压水堆、快中子增殖堆、高温气冷堆和低温供热堆方面开展了如下工作:

  "九五"期间,开展了以固有安全系统技术及数字化仪控系统技术为核心的先进压水堆核电站关键技术的开发研究,为跟踪和赶上世界核电先进技术创造了一些基本条件;

在快中子增殖堆技术方面,65mwt 中国 实验快堆正在建设中,预计20xx年底达到临界;

5mwt低温核供热堆早在1989年就建成,200mwt低温核供热堆已批准立项;

10mwt高温气冷实验堆装置已于2000年底建成,为开展相关技术研究提供了试验基地。

4.同位素和辐射技术应用

经过四十多年的发展,同位素与辐射技术在工业、农业和医学等领域得到了广泛的应用,已具有一定规模和水平。"九五"末期,同位素与辐射加工总产值已达150亿元,总体科技水平已接近当今国际先进水平。

(二)存在的主要 问题

回顾我国核能和平利用产业走过的历程,有很多宝贵的经验,但也存在一些重要的问题,主要表现为:由于缺乏长远发展规划的指导,核电技术与设备国产化进展缓慢;核能和平利用的产业规模与水平落后于发达国家;基础研究和技术开发的资金匮乏,设施装备落后,人才流失严重,关键技术上与国外存在较大的差距。

二、产业发展的意义和必要性

(一)发展核电是和平利用核能的火车头,适当发展核电对于保持我国核工业科研、生产能力,优化能源结构和带动相关产业发展具有重要意义

发展核电,加快实现大中型核电机组的国产化和标准化,对于保持我国现有的核工业科研开发设计队伍、不断提升我国的核科技能力、实现核工业的良性循环有着重要意义,也有利于维护我国核大国的地位。

《国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》要求优化能源结构、合理使用资源和加大环境保护力度。核电是一种清洁发电技术,用核电部分替代煤电是优化能源结构、实现资源、环境协调发展的现实途径之一。目前核电在我国电源机构中的比例过低、技术尚未完全掌握、国产化程度不高,通过"十五"核电项目的建设,推进百万千瓦级核电项目的国产化,不仅可为今后核电发展奠定坚实的基础,而且对形成我国合理的电源结构和环境保护均具有重要的意义。

核电产业是资金与技术密集的高新技术产业,推进核电国产化,不仅有利于增加机电、建筑等行业的就业机会,而且将有力地带动这些行业的技术进步和管理水平的提高,可为带动整个国民经济的发展作出重要的贡献。

(二) 核燃料循环工业应与核电协调发展

发展核燃料循环工业是保证核电站的安全、稳定运行的重要基础,不断提高我国核燃料工业的水平,促进核燃料和核电的协调发展,有利于降低燃料成本,提高核电站的经济性,从而促进核电的持续发展。

同时,由于核燃料循环涉及许多军工敏感技术,通过发展核电来带动核燃料循环技术的发展,对保持和提高我国的核威慑能力,保证有非常重要的作用。

(三)通过核能技术开发,不断扩大核能应用领域,实现核能可持续发展

核能技术开发对提高核电安全性、经济性有重要的意义。同时,通过核能开发使核能技术不断向其它应用领域扩展,进一步促进核能的可持续发展。

(四)核技术应用具有巨大的发展潜力

同位素、辐射技术及其它核相关技术是核能和平利用的重要方面。从国际上的经验来看,核技术同其他高新技术相结合,在国民经济、国防安全和生活等领域中得到越来越广泛的应用,产生巨大的社会和经济效益。核技术应用在我国也具有十分巨大的发展潜力。

三、核能和平利用 发展 的指导思想和基本方针

(一)指导思想

在 理论 、重要思想指导下,贯彻落实党的十五届五中全会精神,坚持以改革开放和 科技 进步为动力,努力提高技术创新能力和技术水平;坚持以市场需求为导向,因地制宜、统筹安排;坚持把核安全放在首位,做到质量第一,安全第一;坚持军民结合,寓军于民,增强国家的综合实力。

(二)基本方针

核能发展继续执行热中子反应堆-快中子反应堆-受控核聚变堆"三步走"的路线,当前以发展热堆为主,同时要继续开展快中子增殖堆和受控核聚变堆技术的 研究 、开发和跟踪。在热堆阶段,从实际出发,采取分步发展的原则,即在20xx年前,以采用成熟、可靠的核电技术为主,同时跟踪世界先进技术,研究开发拥有自主知识产权的先进技术;20xx年后,以自己开发的先进核电技术为主,开始建设新一代的核电机组。"十五"期间要按照《国民 经济 和 社会 发展第十个五年计划纲要》的要求,适度发展核电。"十五"核电新机组的建设,要遵循"以我为主、中外合作、引进技术、推进国产化"的方针,逐步实现大型核电机组的自主设计、自主制造、自主建设、自主运营。

20xx年前,继续执行"第一代核电站发展压水堆"的技术路线,以30万千瓦为标准环路,以百万千瓦级核电机组为主攻目标。20xx年后建设的核电机组,应根据国际核电技术发展趋势的要求,进一步提高其安全性、经济性的要求。

核燃料循环 工业 要兼顾近期目标和长远发展,在发展规模上要与核电发展相协调,重点是加强基础技术研究和技术开发。要积极采用先进生产技术和工艺,努力提高生产效率,降低生产成本,提高国际竞争力;"十五"期间要继续贯彻核燃料供应基本立足于国内的方针,同时应根据国内的生产能力和国际市场的供求状况,合理利用国内、国际两种资源。

坚持对乏燃料进行后处理的技术路线。

根据实际需要适当超前安排核燃料循环前端各环节的生产能力。

核能技术开发应坚持从国内实际情况出发,不断跟踪和研究世界先进技术动向,努力创新,形成即能满足用户需要,又有自己知识产权的核的技术新产品。在项目安排上优先支持先进堆技术,核燃料循环关键技术研究及安全研究。

同位素、辐射技术及其它核技术 应用 要突出重点,突出技术创新,加强协作,加强成龙配套,集中力量攻克那些已有一定基础、效益高、见效快的生产技术;开发更新换代的优质产品以及特种需要的产品;重点扶植节能、环保、生命 科学 领域的项目。

核技术基础研究的重点是有创新的、服务于国防建设及产业可持续发展目标的研究课题。充分利用现有的研究条件,在若干关键技术的研究上有所突破,走有我国特色的创新研究之路。

四、核能和平利用发展的目标、重点和规模

(一)核电

1.重点与目标

"十五"核电发展的重点与目标是:统一堆型,开发建设百万千瓦级压水堆核电机组;通过"十五"核电建设项目,实现百万千瓦级核电机组的国产化和标准化。

"十五"期间的核电国产化具体目标如下:

(1)设计自主化目标

对"十五"期间开工建设的百万千瓦级核电站,从第一个项目起,采取"以我为主、中外合作"的方式,逐步实现完全自主设计;

(2)设备国产化目标

对于首两台百万千瓦级压水堆核电机组,要求设备国产化率达到55%以上;第三、四台机组的设备国产化率达到70%;

(3)安全性目标

为继续提高核电站的安全性,"十五"计划期间及以后开工的所有核电项目,应符合国际上关于核安全要求的发展趋势,并满足项目建设时的国家核安全法规与要求;

(4)经济性目标

按全寿期平均 计算 ,"十五"期间在远离煤炭基地的沿海地区开工建设的核电站的上网电价与相同地区同期建设的含脱硫设施的燃煤电站相比应具有竞争能力,以不变价格计算的后续项目上网电价应进一步降低。

2.核电发展规模

根据20xx年、20xx年和20xx年我国电力发展规划设想与核电国产化发展进程的可行性 ,提出关于核电装机规模的设想如下:

"十五"计划期间(20xx-20xx),争取新开工核电项目的装机规模为6000兆瓦,使20xx年建成的核电机组总容量达到15000兆瓦左右。

3.核电"十五" 项目安排

(1)布局原则

新的核电项目的布局既要服从国家与有关省市的能源-电力的发展需求、战略、计划和布局,又要依照项目法人责任制,根据潜在业主的能力来确定。

为有效利用核电站厂址,新的核电项目布局仍应坚持一址多机的原则,尽可能先利用现有核电基地扩建。近期发展核电的重点地区仍然应在经济发展快,一次能源资源短缺的东部沿海地区。

(2)项目布局

"十五"期间,建议在广东、浙江和山东各开工建设一个核电项目,每个项目安排2台百万千瓦级压水堆机组。为了统一堆型,实现设计和建造经验的反馈,这三个项目应作为"一盘棋"来安排。

(二)核燃料循环

为了满足核电继续发展的需要,"十五"期间应进一步研究可地浸砂岩型铀矿床成矿理论,开发先进的勘探技术和设备,加快寻找经济型的铀矿床。计划到20xx年新发现2-3处万吨级铀资源后备勘查基地,新增铀矿资源量2-5万吨。

重点发展地浸、硬岩堆浸、原地爆破浸出技术并适当扩大相应的生产能力,适当发展常规采冶技术和生产。

确保已经建成的离心分离工厂安全稳定运行,同时加大对铀同位素分离技术的研究开发力度,"十五"期间正在开发的机型要设计定型。

根据核电站的需求安排核燃料组件的生产;利用现有技术基础,研究开发高性能燃料组件,提高燃料组件的经济性和安全性;开展有关m0x燃料的技术研究。

建成乏燃料后处理的中间工厂并开展试验研究,掌握动力堆乏燃料后处理关键技术。为商用后处理厂的建设进行技术准备并适当开展一些必要的工程建设的先期准备。

按计划开展放射性废物治理与核设施退役的准备工作,加强对中低放废物的处理与处置、大型核设施拆除以及高效去污等技术研究开发,继续开展高放废物深地层处置技术研究。

(三)核能技术开发

围绕百万千瓦级核电站国产化进行技术攻关;加强核电站运行技术、维修技术的研究,进一步提高现有核电站运行的安全性和经济性;开展以非能动安全系统为主要特征的先进压水堆技术研究。积极跟踪世界下一代核电站的研究动向和成果,为未来我国核电的发展做好准备。

"十五"期间要完成 中国 实验快堆的建造,掌握技术,培养人才,积累经验。"十五"末要达到临界的目标,同时进行发电试验。

低温核供热主要开发与高温高效蒸馏海水淡化工艺相耦合的低温供热堆,结合市场需求进行200mw商用核供热示范堆工程建设,开展关键技术的攻关。

通过已建成的10mw高温气冷实验堆的运行, 总结 经验、研究改进技术和应用技术。开展对于模块化高温气冷堆实验堆技术的跟踪研究。

(四)核技术应用

加强新技术的应用开发,鼓励技术创新,并争取有所突破,形成有自主知识产权的高新技术或产品。继续加强同位素与辐射技术在核农学、核医学、环保、大型检测系统和工业领域的应用,实现产业化。

同位素制品开展新分离剂、新工艺、新 方法 的研究,重点研制高比活度放射源、新型导向性显像与 治疗 放射性药物;辐照加工要规范工艺,开展配套设备研制开发,推进医疗用品辐照灭菌;辐照交联热缩制品和电线电缆改性要加快耐高温、耐辐照、无卤、低烟、阻燃工艺和配方研制;环保方面要加强烟道气辐射脱硫脱硝关键技术与设备的研究、城市引用水辐射净化技术研究和城市废水辐射处理关键技术研究;大型检测设备重点开发无损探伤工业ct和海关、安全检查用检测系统,提高成套设备的集成组装能力。

(五)核技术基础研究

核技术基础研究要坚持有所为,有所不为的原则。在核物理、反应堆物理、受控核聚变与等离子体物理、核化学与放射化学等方面,跟踪世界先进水平,取得一批有自己特色的研究成果。建设hl-2a及其他若干个必要的实验装置,增强核技术基础研究的总体创新能力。

(六)核安全与辐射防护技术

密切结合我国核能发展要求研究开发辐射防护与核安全技术,逐步建立有关的基础数据库,开展先进的、现场急需的辐射安全技术和防护技术研究,提高安全水平,加强临界安全工作。

第五篇 浅析农村计划生育与养老保障_农村研究论文

论文关键词:计划生育 养老保障 相互关系

论文摘要:始于上世纪七十年代的计划生育政策,通过几十年来的严格执行,很好的控制了我国人口过快增长的势头,从根本上保障了我国经济建设的伟大成果,所以说在我国计划生育政策是一项需要长期坚持的基本国策。随着第一代计划生育夫妇在不久的将来就要进人老年,老年保障问题逐渐显现,如何切实保障他们的老年生活是个迫切需要解决的问题。本文分别从政策角度、经济角度和法律角度了我国农村计划生育与养老保障的关系,并提出相关法律建议。

与马尔萨斯的“人口决定论”相反,主义两种生产理论认为社会生产不仅包括物质资料生产,还应当包括人类自身生产,二者构成了社会生产内部的矛盾对立体,社会生产正是在互相依存、互相联系、互相制约、互相渗透中发展的。但两者不是并列的,物质资料生产对人类自身的生产有决定作用,人类自身生产对物质资料生产有反作用。在一定社会生产方式下,物质资料生产对人类自身生产的决定作用表现在两方面,一是物质资料生产的性质决定人类自身生产的性质,二是物质资料生产决定人口发展的基本趋势。这就是有中国特色的人口控制理论的基础。

计划生育政策是我国所特有的一项制度,计划生育工作是一项长期性、持续性的工作,这项制度得到了全国上下高度贯彻,现在计划生育工作的重点和难点在农村,特别是一些老少边贫地区。究其原因,从根本上来说是由于我国城乡分离的二元结构所致。在我国城镇居民有各类社会保障,城镇居民的养老问题受计划生育政策影响较小,而就全国整体范围来看,现在农村居民的社会保障制度存在部分缺失,他们的养老基本上是靠家庭养老,计划生育政策从根本上改变了农村家庭人口数和家庭结构,由于制度的缺失必然导致农民养老问题凸现,这也就是为什么老少边贫地区陷人“贫困——超生——越贫困”怪圈原因,故本文将探讨范围限定于我国农村的计划生育和农村的养老保障。WwW.0519news.com

一、从政策角度农村计划生育与养老保障的关系

(一)计划生育政策贯彻前的农村养老保障

1.新中国成立至1958年。1956年全国人大一届三次会议通过的《高级农业生产合作社示范章程》规定:“农业生产合作社对于缺乏劳动力或完全丧失劳动力、生活没有依靠的老弱孤寡残疾的社员,在生产上和生活上给与适当的安排和照顾,保证他们的吃、穿和柴火的供应,保证年幼的受到教育和年老的死后安葬,使他们生养死葬都有依靠。此即五保户政策的由来,但是对于全体农民没有统一的养老保障政策,农村养老保障仍然延续几千年的传统——家庭养老。

2.1958年至1978年。1958年我国建立公社制度,农村养老保障依靠集体与家庭共担来完成,但是由于土地和其他生产资料私有化被消灭,农村家庭的收人来源是公社按人头分配的,集体经济的平均性特点无法调动生产的积极性,公社既是经济组织又是组织,农民的养老保障从源头上来说是靠集体完成的。

(二)计划生育政策实施后的农村养老保障(1978年以来)

我国的人口控制问题最早应追溯到1953年,只不过当时未严格执行计划生育政策。计划生育政策的严格执行后农村家庭子女数显著下降,农村家庭结构改变,即成为祖父母、外祖父母四人,父母两人和独生子女一人的“四二一”结构。计划生育政策明显改变了养老保障模式,目前普遍认为“四二一”结构家庭的养老负担严重。其实很早就注意到了这个问题,1980年发出的《关于控制我国人口增长问题致全体党员、共青团员的》中指出:“实行一对夫妇只生育一个孩子,到40年后,一些家庭可能出现老年人身边缺人照顾的问题。这个问题许多国家都有,我们要注意想办法解决。”

同一时期我国也开始了从计划经济体制向市场经济体制转变的经济体制改革。对于农民来说最重要的举措就是实行家庭联产承包经营责任制,这一制度再次将土地收益权赋予农民,从而为恢复农村家庭的保障功能奠定了基础。从1986年开始,农村探索性地开展了建立社会养老保险制度试点工作。到1997年底,已有7542万农民投保。但1998年以后,农村养老体制改革工作陷人了停顿状态。20xx年,农村劳动力参保数量为5378万人,比1997年减少了2164万人,下降幅度达到28.7%。农村劳动力参保数量占农村劳动力总量比例同步下降,由1997年的15.4%下降到20xx年11.0%。究其原因,这项试点改革的开展更多的是依靠的行政力量实施的,农民要等10至20年才能获得实际收益,同时由于政策的不确定风险,农民不愿意为10至20年后的不确定性的收益埋单。

从计划生育这一政策执行前后两个时期,我们看到计划生育政策的实行改变了农村家庭子女数和家庭结构,也就事实上改变了农民的养老模式,这就迫切需要社会养老制度来保障,但是我们从农村养老试点的参保人数和规模上来看,试点是不成功的,在农村社会保障制度缺失的大环境下,部分地区出现了计划生育反弹的现象,农民重新回到养儿防老的老路上来。所幸的是20xx年,中国开始对农村部分计划生育家庭实行奖励扶助制度的试点:农村只有一个子女或两个女孩的计划生育夫妇,每人从年满60周岁起享受年均不低于600元的奖励扶助金,直到亡故为止。奖励扶助金由和地方共同负担。但是此项政策还未在全国范围内普遍推行。

二、从经济角度农村计划生育与养老保障的关系

农村养老需求是指农村居民在既定的收人范围内能够而且具有实际支付能力的养老需求;农村养老供给是指通过各种养老保障业务活动满足农村居民养老保障需求的行为过程。在我国现存的农村养老保障制度下,养老服务需求非常强烈,表现为农村中农业人口和非农业人口的养老需求,农村中计划生育户的养老需求,以及包括农村社会在内的整个社会的需求。影响农村养老需求的因素也很多,这其中又有内在因素与外在因素之分。现行农村养老供给体系是由家庭保障、社区保障、市场保障和保障共同形成的保障组合,各种保障类型又有其作用性和相互替代性。

1.家庭保障。正如莫迪格里尼亚指出的那样,根据生命周期理论,储蓄随人口的稳定增长率递增,但两者并非因果关系。真正影响储蓄率的是人口结构,特别是工作人口和非工作人口之间的比率是最为重要的。在中国传统文化中,年轻一代是有义务照顾家庭中的老年人的,而在实行严格的计划生育政策后产生的效应,即颠覆和破坏了传统的家庭养老模式,这迫使人们增加储蓄以自我养老,生命周期财富的积累作为孩子的替代变得更加重要。但是这里还存在一个问题,用以自我养老的储蓄如何克服通货膨胀的危险。

2.社区保障。所谓社区就是若干社会群体(家庭和氏族)或社会组织(机关和团体)聚集在某一地域里,形成的一个在生活上相互关联的大集体。我国农村具有互助的传统,社区保障就是这种传统的延续,其经济基础是社区经济(乡镇企业)。但是社区养老保障又是一种不稳定的养老保障形态,它也具有负作用。从一个社区范围内来看,社区养老保障有助于横向平等,但是从整个社会看,社区养老保障有可能加剧社会横向不平等。可见社区养老并非长久之计,制度设计时应考虑最终将其纳人国民保障体系。     3.市场保障。应该肯定商业保险(市场保障)解决农村养老保障问题技术上是可行的。但是从供给方看,其面临的最大危险就是逆向选择和道德风险;从需求方看,是否购买商业养老保险受诸多因素影响,例如社会传统,经济发展水平以及保险市场价格等。

4.保障。从上面的我们可以看出,家庭保障的对象是家庭成员、社区保障的对象是社区成员,市场保障的对象是具有购买能力且愿意购买商业保险的农民,他们都是针对特定人群的保障,而不是面向整个农村社会的。而保障是靠法律的强制性来实现的,他们之间是相互补充的关系。尼古拉斯·巴尔说过,“私营养老金只能提供有限的指数化,而超出部分的保险最终必须落到身上,”“很明显,如果来提供这种防范通货膨胀的保险,那么它就不是一种真正的保险(因为它不可能成为),而只是一种税收/转移形式”。

面对计划生育政策的严格执行,各种保障方式变化表现不一:家庭保障通过增加储蓄以应变;社区保障和商业保障总体来说未出现明显的、有针对性的应变,这是供求双方共同平衡的结果;而保障的应变是最具针对性,也最有现实意义。根据中国大学人口与发展研究中心的评估,国家在“少生快富”扶贫工程上每投人1分钱,将带来4元钱的产出,投人产出比是1:40。我们不难发现,一方面作为政策制定者所起的引导作用,通过供给,以看得见的手的方式直接干预了农村计划生育户养老保障市场;从另一方面看,响应计划生育号召的夫妇是农村中为国家和长远利益而牺牲家庭和眼前利益的先进群体,必须给实行计划生育的农户必要的补偿、奖励,让农村计划生育户在养老上有保障、经济上有实惠。

三、从法律角度农村计划生育与养老保障的关系及制度化建议

在国际上,社会弱势群体,也叫社会脆弱群体、社会弱者群体,在英文中称social vulnerable groupo它主要是一个用来现代社会经济利益和社会权利分配不公平、社会结构不协调、不合理的概念。根据其成因的不同,弱势群体可分为生理性弱势群体和社会性弱势群体两类。前者主要是基于生理原因,如老弱病残等;而后者则主要是基于社会原因,如社会改革等。我国当前正处于社会改革和结构转型这一特殊历史时期,社会性弱势群体主要包括以下几类人群:1.失业人员;2.进城务工的农村劳动者3.从事农业劳动的农村劳动者。由于我国长期实行的城市倾斜政策导致农村发展滞后,制度上的藩篱造成社会的进步不能良性互动地带动农村的发展。

相对于农村中其他未严格执行计划生育政策的农户来说,农村计划生育户更可以定义为社会弱势群体,他们还面临着较他人更多的养老风险。农村独生子女家庭一旦出现子女意外致伤、致残甚至死亡时,计划生育户的养老问题即刻便显现出来,从社会到国家都有责任去关心、救助,使其父母有一个较稳定的生活来源和老有所养。事实上自改革开放以来,计划生育制度安排在社会发展、改善生活水平等方面发挥的积极作用是有目共睹的,但是,农村计划生育户这一弱势群体的存在与计划生育的制度安排有着必然的联系,他们只是体制转型中社会代价的承担者,因此从逻辑上看,有责任保护他们的权利,保护他们的权利是义不容辞的义务。

我们应该从法律上确立保护农村计划生育户这一社会弱势群体权益的制度,完善农村计划生育养老保障制度:

1.将对农村计划生育家庭实行奖励扶助制度以法律的形式确立下来。我们可以从开始于80年代中期的中国农村的养老保险试点工作看到前车之鉴,按照官方提供的数据,养老保险的覆盖面其实不是在逐年扩大,而是在逐年缩小。其原因可能是多方面的,但是有一方面是肯定的,试点工作依据的是制定的政策,地方在执行时更多的是出于政绩的考虑,当试点工作不再提到高度上的时候,工作绩效自然下滑。政策和法律是既联系又有区别的两个范畴,它们的联系表现在对经济活动都有调节作用;它们的区别在于法律调节的强制性和政策调节的导向性。只有以法律的形式固定下来才能稳定有效的推进这项于国于民皆有利的制度。

2.需要制订更加细化的执行办法和实施细则。有了一项好的制度,并且以法律的形式固定下来后如何实施到位才是根本。我国地大物博,人口分布不均,经济发展在各地区间也不平衡,对于农村计划生育养老保障的要求也不一尽一致,保障应从实际出发,因地制宜建立分地区分类别的保障模式,对于经济相对落后地区,应考虑加大财政转移支付力度。

3.建立和健全农村计划生育养老保障运行监督机制。据国家人口和计划生育委员会副主任潘玉贵在公室举行的新闻发布会上披露,试点地区在探索中建立了资格确认、资金管理、资金发放和社会监督“四权分离”的制度运行机制:第一个环节资格确认,由人口和计划生育部门进行;第二个环节资金管理,由财政部门来进行封闭管理;第三个环节是资金发放,现在各个省都是用招标形式,从有资金的金融机构来确定代理发放机构;第四个环节是监督检查,这个环节一般是由地区监察部门或者纪律检察部门牵头。我们应该认识到在试点地区取得的经验和教训是今后扩大试点乃至将来在全国范围内实行农村计划生育养老保障的宝贵财富,机制的选择应该遵循追求社会公平这一基本原则。

总之,在我国农村执行计划生育政策与养老保障是不矛盾的,是相辅相成的,今后农村养老保障制度的确立应考虑有利于计划生育政策执行。

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《某建筑场地工程地质条件及基础方案研究_地理论文五篇》

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