中国石化报
日期:01-15
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在原子能的利用中,核裂变是重原子核分裂成轻原子核并释放能量的过程,核聚变则是将轻元素核(氘、氚等)聚合成更重的核并释放巨大能量的过程。核聚变是太阳和其他恒星内部的主要能源来源,因此核聚变技术也被称为“人造太阳”。与核裂变不同,核聚变不会产生高放射性废料,因此可控核聚变被视作理想的“终极清洁能源”。
英国皇家工程院院士、英国原子能机构首席执行官伊恩·查普曼介绍,英国在可控核聚变方面的目标是验证其商业可行性,并建立世界领先的工业基地和核聚变发电厂。
位于英国牛津的欧洲联合核聚变实验装置始于1983年,是一种被称为托卡马克的环形磁约束聚变装置,通过让氢的同位素氘和氚在极高温条件下发生聚变反应,产生巨大能量。该装置创造了很多世界纪录,其中在2023年仅使用0.2毫克氘氚燃料就在5秒内产生了69兆焦能量。
伊恩·查普曼说,下一代核聚变的装置可能规模更大,但科学家也在探讨怎样能够小型化,如果要让核聚变发生,温度要达上亿摄氏度,是太阳中心温度的10倍,对材料和提取热量的方式是巨大的挑战。
英国政府正在投资“能源生产球形托卡马克”(STEP)项目,计划在2028年前完成详细设计,在2040年实现商业化运行。
于2006年启动的国际热核聚变实验堆(ITER)计划是目前世界上最大的核聚变计划,由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国等七个成员方共同建造一个托卡马克型核聚变实验堆,探索和平利用核聚变发电的科学和工程技术可行性。
ITER组织副总干事塞尔吉奥·奥兰迪说,目前该计划的工作完成了80%,已经开始了一些实验性的发电,有的冷却塔也已经运行。ITER要实现目标,就必须继续推动科学研究和技术方案的融合,同时要让核聚变技术保持在正确的轨道上,在合适的时间内完成。
中国工程院院士、中核集团总工程师罗琦说,目前我国核能水平整体处于世界第一方阵,下一步发展主要有两大挑战。一是持续改进和提高核裂变反应堆,不断追求卓越;二是通过国家专项拿下核聚变先导工程实验堆技术。ITER是举全世界之力来攻关,我国也应该以举国之力发展可控核聚变,相关国企、高校、研究机构都应参与进来。