“核聚变”遭“质疑”且行且珍惜
  时间:2019-03-02 18:41:38 来源: 杏耀娱乐注册 作者:匿名


在过去的一周里,“核聚变”已经成为足够引人注目的技术新闻的关键词。

10月15日,美国洛克希德马丁公司设计了一种紧凑型核聚变反应堆,可装载在卡车上,目前正在寻求商业或政府合作伙伴,并声称要在五年内制造。原型。当消息传出后,舆论被震惊,盲目地称为好,并深受质疑。 “核聚变”发生了什么?

“核聚变”的魅力是什么?

在全球传统能源短缺的情况下,人类一直在探索太阳能,风能,地质能,生物能,核能等新能源的开发和利用。本文的主角是——“核融合“,这是产生核能的那个。这也是迄今为止最先进和最难“驱动”的能量来源。

核能,也称为原子能,通过核裂变,核聚变和核衰变释放能量。除了核衰变之外,它在自然条件下缓慢发生,裂变和核聚变的核反应形式非常强烈。

众所周知,新中国最大的技术成就是原子弹和氢弹的成功试验。原子弹是核裂变的原理;比原子弹更强大的氢弹使用核聚变来发挥作用。

核聚变比核裂变产生更多的能量。氢核聚变过程在太阳内部连续进行,核聚变产生光和热。与核裂变相比,核聚变很难带来放射性污染等环境问题,其原料可直接从海水中提取。来源几乎取之不尽,用之不竭。它是理想的能源,也是受到青睐和追捧的重要原因。

国际热核实验反应堆项目,被称为“ITER计划”,是世界上规模最大,最具影响力的国际科研合作项目之一。该计划始于1985年,工程设计于2001年完成。经过五年的谈判,包括中国在内的七个国家于2006年正式签署了一项联合执行协议,正式启动ITER计划,该计划将持续35年,2013年。 6月,主要装置“托卡马克”综合体的建设在法国开始,ITER项目正在进入全面建设阶段。

ITER计划的实施将决定人类是否能够迅速大规模地使用聚变能,这可能会影响人类从根本上解决能源问题的过程。人类无法“控制”它!

除了被用作战争武器之外,核裂变原子能被人类更和平地利用,例如建造核电站,但使用聚变能并不是那么容易。

到目前为止,尽管人类已经能够实现不受控制的核聚变,例如氢弹爆炸,但为了有效地利用它,它必须能够“控制”核聚变的速度和规模,以实现持续,稳定的能量输出。这也成为人类掌握核能融合能力的最大制约因素。

什么可以用来“控制”核聚变反应?通俗地说,它可以点燃燃料,可以抑制融合,并可以输出能量。问题是——点火需要瞬时的超高温和高压(想想太阳内部的热核反应条件),限制融合的“容器”只能受到激光惯性和磁场限制(任何容器)的限制由土料制成,不能承受超高温高压)。

必须将激光点火时间控制在十亿分之一秒,以使燃料内爆压缩产生聚变能。 2013年9月,国家核聚变国家点火(NIF)宣布燃料目标输出能量首次超过输入能量。中国的“神光”大功率激光目标装置使中国成为继美国之后世界上第二个自主研发和制造新一代大功率激光驱动器的国家。

基于磁约束的ITER程序备受期待。 “人造太阳”项目的核心设备被称为“TOKAMAK”。这个名字来自前苏联科学家Azimo的环形,真空室,磁性,线圈英语。魏琦等人发明于20世纪50年代。该装置的中心是一个环形真空室,其周围缠绕着线圈。当通电时,在内部产生大的螺旋磁场,其将等离子体加热到超高温以促进核聚变。近年来,中国科学院等离子体物理研究所东托克马克取得了巨大成功。本文的主角也使用了这种约束。

受到质疑和珍惜

从理论上讲,磁约束核聚变的工作原理已经很清楚了。从实际的角度来看,为了真正获得核聚变能,还存在很多物理和工程问题。

洛克希德·马丁公司宣布,磁约束密集型核聚变装置的尺寸设计适合卡车(7 x 10英尺),并声称可在五年内制成原型。我担心它并不像说的那么简单。即使拥有数十年的能源研究经验,即使它的目的是取代战舰和飞机上的核裂变反应堆,该公司也声称该计划仍处于“纸谈”阶段。据“华盛顿邮报”报道,可再生能源与气候战略研究所院长乔·吉尔默说:“当然,我非常希望核聚变能够成为世界能源大家庭的一员,但这个宣布是原型的诞生。还有很长的路要走,更不用说建立一个稳定的商业能源供应。“

墨尔本大学未来能源研究小组的首席科学家Roger Dagvili说:“核聚变需要非常高的温度和压力。这是最关键的挑战。许多科学家长期以来一直在为此而战,所以我不是听到这个消息太兴奋了。“

据报道,华盛顿大学的工程师也在上周也在俄罗斯圣彼得堡国际原子能机构的聚变能会议上宣布核聚变反应堆的概念,如果扩展到大功率的规模工厂,其经济成本将低于生产相同电量的燃煤电厂的成本。



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