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英拟建世界首座核聚变电厂

人气:859    2019-11-05 17:42:47

科技日报

北京10月14日电(记者刘霞)据英国杂志《自然》近日报道,英国政府近日宣布将投资2亿英镑(2.48亿美元)建设世界上第一座商业核聚变发电厂,希望到2040年核聚变能源生产商业化。

核聚变反应是当两个较轻的原子核聚集成一个较重的原子核时,从质量缺陷中释放能量的过程。太阳内部正在发生的是氢氦融合过程。聚变能源具有资源无限、不污染环境、不产生高放射性核废料等优点。它被称为能源领域的“圣杯”。然而,目前没有一个反应器能产生比点燃反应所需的能量更多的能量。目前正在法国南部进行的国际热核聚变实验堆项目旨在到2035年实现这一目标。

英国走得更远,建造了一座可以利用核聚变发电的发电厂——“球形托卡马克发电”(step)。在接下来的四年里,库勒姆聚变能源中心的科学家将为step设计一个详细的计划。该发电厂预计将产生数百兆瓦的净电力,并计划在20世纪40年代初开始运行。整个项目预计将耗资数十亿英镑。

与iter一样,step也将基于“托卡马克”设计,该设计使用磁场限制氢的重同位素氚和氘的等离子体,允许它们在极高的温度和压力下相互融合,产生聚变能。然而,iter的托卡马克是一个甜甜圈形状的装置,step把这些超热气体放在一个更紧凑的装置里,形状像苹果核。此外,台阶尺寸较小(约10米长)。科学家认为减小尺寸可以降低制造成本。然而,减小尺寸也会带来问题,例如如何在较小的表面积上控制等离子体的极端热量。麻省理工学院的等离子物理学家安妮·怀特说,制造更紧凑的托卡马克装置是一个冒险的选择。Iter的托卡马克装置应该没什么问题,因为它的设计已经被广泛研究过了,但是球形托卡马克装置仍然有许多未知之处,“这意味着有更多的风险。”

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