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人类利用核聚变或许能够解决能源危机问题添加时间:2019-02-12

原标题:人类利用核聚变或许能够解决能源危机问题

众多的私营企业正在挑战国际热核实验反应堆的地位,而涉及核聚变项目的国家也已经多达35个。

据外媒报道,有些初创公司表示,人类再过五年或许就可以通过“微缩太阳”来获取无穷无尽的能量了。而所谓的“微缩太阳”指的就是能够提供充足、低廉且是清洁能源的核聚变反应堆。

核聚变指的是原子核的结合,在这一过程中能够释放出大量能量,而这或许能够帮助人类解决能源危机,太阳的能量也正是这样来的。并且,核聚变十分清洁,而且相对安全,不会产生任何排放物。

不过,要知道核聚变可以产生大量的能量,但同时很难实现,也很难控制。要让氘原子核与氚原子核结合在一起,必须是在极大的压力之下才能完成,这需要耗费大量能量。这比我们目前能够从核聚变中获得的能量还要多很多。实现“能量增益”,即获得的能量大于输入的能量,这对人类极具诱惑力,但实现的难度很大。

不过,当前这些正在从事核聚变的初创公司表示,这种情况已经有所改变。

人类利用核聚变或许能够解决能源危机问题

加拿大初创公司General Fusion总执行官克里斯托弗·莫里表示“核聚变正处于一个重大的转折点上”。该公司希望能够在五年内实现商业规模的核聚变。

牛津大学基布尔学院荣誉教授韦德·艾力森则表示,该设想背后的科学原理已经得到了证实。主要挑战在于实践方面。不过,同时他也表示,具体的时间还无法肯定,不过基本的科学原理已经解决了。目前的挑战主要在材料方面的技术问题。

首先,一大挑战在于,这些公司必须打造出强大到足以容纳超高温等离子体,并且能够承受极高压力的容器。英国原子能机构总执行官伊安·查普曼教授表示,其排气系统“经受的温度与压力将于太空飞船重新入轨时差不多”。此外,还需要 机器人 来维护系统,用于自动填料、修复与燃料储存系统等。目前,英国原子能机构已经在牛津附件的卡拉姆科学中心附近修建新的研究设施,与业界共同研发解决方案。

而牛津郡的Tokamak Energy公司当前正在研究球型托塔马克,即利用高温超导体、将等离子体限制在极强磁场中的反应堆力。这里的“高温”是物理概念,指的是相当于零下70摄氏度。

其表示这是目前最成功的托塔马克。而球型托塔马克是指一种效率更高的拓扑学结构,因此能够大大提高反应的紧凑度和效率。并且,它的体积比较小,灵活度会更高,成本更为低廉。

此外,美国麻省理工学院正在与新成立的Commonwealth Fusion Systems公司合作,共同研发甜甜圈形托塔马克Sparc。国际热核实验反应堆也即将在2025年修建完成。众多的私营企业正在挑战国际热核实验反应堆的地位,而涉及核聚变项目的国家也已经多达35个。