用核聚变塑造另一个“太阳” 可再生能源再迎利好

来自权威媒体日前报道消息,“人造太阳”近日取得重大突破,实现加热功率超过10兆瓦。在众多业界人士看来,随着这一聚变堆实验运行迎来重大突破,利用核聚变催生清洁能源的愿景也就更近了一步。
  用核聚变塑造另一个“太阳” 可再生能源再迎利好
 
  11月12日中科院等离子体所发布消息,磁约束核聚变实验装置“人造太阳”迎来重大突破:近期实现1亿摄氏度等离子体运行。“人造太阳”又称为“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”,利用核聚变产生的巨大能量,即使在地球资源枯竭的状态下也能源源不断提供清洁能源。
 
  核能,也被称之为原子能,是能源家族的新成员。作为资源来讲,它是无限的同时又是清洁的。从原料来看,核聚变所需的氘氚在海洋中几乎可以说取之不尽用之不竭,而且核聚变过程中并不会产生任何辐射废料,因此极其环保。因而长期以来被科学家认为是未来人类终极能源之一,可以大规模生产。
 
  首先是氢核发生一系列聚变,然后释放出巨大能量。不过,其外型虽然像火炉,但是其能量释放的原理却和太阳一模一样。把一团火球——上亿度的等离子体,用磁的方法把它悬浮起来,跟周边的任何容器材料不接触,这个时候就可以把它加热、控制,进而造出太阳。而EAST外形像一个甜甜圈,它使用超导体,以最小的能耗获取最强的磁场。据相关资料显示,该装置高11m、直径为8m,而重量则高达400吨。
 
  之后一定技术将这些能量进行转化。如果把气体加热到上亿度,它就会发生聚变,可以像太阳一样发出巨大的能量。而在稳定核聚变中,1亿度的温度可以说是其中极为基础的一环,因为只有中心温度达到了1亿度,核聚变才有可能发生。目前,得益于受控核裂变技术的发展,我国裂变能的应用已经实现了商用化。随着近几年的一些技术突破,核聚变的到来变得越来越近,按照目前乐观预期,在本世纪前,稳定核聚变将成为可能。
 
  被寄予最大希望的核聚变实验方案叫“托卡马克”——用超强的磁场约束高温的核燃料。EAST又称东方超环,是中国研制的世界第一个非圆截面全超导“托卡马克”。作为我国第四代核聚变实验装置,继去年创造了101.2秒高约束模等离子体运行的世界纪录后,EAST再次实现了高约束、高密度、高比压的完全非感应先进稳态运行模式。通过优化稳态射频波等多种加热技术在高参数条件下的耦合与电流驱动、等离子体先进控制等,实现加热功率超过10兆瓦。
 
  其获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。因为稳态高约束运行模式是国际热核聚变实验堆(ITER)计划的基本运行模式,也是未来反应堆需要解决的关键科学问题。作为目前世界上唯一具备这两大特色的且具有长脉冲运行能力的全超导托卡马克,EAST的稳态运行模式将为ITER和未来核聚变反应堆提供重要参考。
 
  据悉,EAST是中科院等离子体所自主设计、研制并拥有完全知识产权的磁约束核聚变实验装置。而这一实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用聚变能,从而可能影响人类从根本上解决能源问题的进程。在众多业界人士看来,一旦人造太阳建造完成后,我国也将成为首个拥有1000兆瓦的核聚变电站的国家。同时,这也将直接开启第四次工业革命时代。

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