人類利用核聚變或許能夠解決能源危機問題

衆多的私營企業正在挑戰國際熱核實驗反應堆的地位,而涉及核聚變項目的國家也已經多達35個。

策劃&撰寫:溫暖

今日消息,據外媒報道,有些初創公司表示,人類再過五年或許就可以通過“微縮太陽”來獲取無窮無盡的能量了。而所謂的“微縮太陽”指的就是能夠提供充足、低廉且是清潔能源的核聚變反應堆。

核聚變指的是原子核的結合,在這一過程中能夠釋放出大量能量,而這或許能夠幫助人類解決能源危機,太陽的能量也正是這樣來的。並且,核聚變十分清潔,而且相對安全,不會產生任何排放物。

不過,要知道核聚變可以產生大量的能量,但同時很難實現,也很難控制。要讓氘原子核與氚原子核結合在一起,必須是在極大的壓力之下才能完成,這需要耗費大量能量。這比我們目前能夠從核聚變中獲得的能量還要多很多。實現“能量增益”,即獲得的能量大於輸入的能量,這對人類極具誘惑力,但實現的難度很大。

不過,當前這些正在從事核聚變的初創公司表示,這種情況已經有所改變。

加拿大初創公司General Fusion總執行官克里斯托弗·莫里表示“核聚變正處於一個重大的轉折點上”。該公司希望能夠在五年內實現商業規模的核聚變。

牛津大學基布爾學院榮譽教授韋德·艾力森則表示,該設想背後的科學原理已經得到了證實。主要挑戰在於實踐方面。不過,同時他也表示,具體的時間還無法肯定,不過基本的科學原理已經解決了。目前的挑戰主要在材料方面的技術問題。

首先,一大挑戰在於,這些公司必須打造出強大到足以容納超高溫等離子體,並且能夠承受極高壓力的容器。英國原子能機構總執行官伊安·查普曼教授表示,其排氣系統“經受的溫度與壓力將於太空飛船重新入軌時差不多”。此外,還需要機器人來維護系統,用於自動填料、修復與燃料儲存系統等。目前,英國原子能機構已經在牛津附件的卡拉姆科學中心附近修建新的研究設施,與業界共同研發解決方案。

而牛津郡的Tokamak Energy公司當前正在研究球型託塔馬克,即利用高溫超導體、將等離子體限制在極強磁場中的反應堆力。這裏的“高溫”是物理概念,指的是相當於零下70攝氏度。

其表示這是目前最成功的託塔馬克。而球型託塔馬克是指一種效率更高的拓撲學結構,因此能夠大大提高反應的緊湊度和效率。並且,它的體積比較小,靈活度會更高,成本更爲低廉。

此外,美國麻省理工學院正在與新成立的Commonwealth Fusion Systems公司合作,共同研發甜甜圈形託塔馬克Sparc。國際熱核實驗反應堆也即將在2025年修建完成。衆多的私營企業正在挑戰國際熱核實驗反應堆的地位,而涉及核聚變項目的國家也已經多達35個。

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