核裂变、核聚变,核能的未来将因为“磁铁”的进步,而成功

2021-09-11 13:38    核裂变  核能未来  核聚变

9月9日,周四,法国南部国际热核实验反应堆 (ITER) 的科学家们收到了一块巨大磁铁的第一部分,该磁铁的美国制造商声称它可以举起一艘航空母舰。


9月9日,周四,法国南部国际热核实验反应堆 (ITER) 的科学家们收到了一块巨大磁铁的第一部分,该磁铁的美国制造商声称它可以举起一艘航空母舰。完全组装后,该磁铁高近 20 米,直径超过 4 米,是 35 个国家尝试掌握核聚变的重要组成部分。
 
麻省理工学院的科学家和一家私营公司本周分别宣布,他们也通过成功测试世界上最强的高温超导磁体达到了一个里程碑,这可能使该团队可以建造“地球上的太阳。”
 
 
与现有的裂变反应堆会产生放射性废物,有时还会产生灾难性的熔毁,核聚变的支持者表示,它提供了清洁且几乎无限的能源供应。当然前提是科学家和工程师能够弄清楚如何利用它,毕竟他们已经研究了这个问题近一个世纪了。
 
融合不是分裂原子,而是模仿恒星中自然发生的过程,将两个氢原子融合在一起并产生一个氦原子以及大量能量。实现融合需要难以想象的热量和压力。实现这一目标的一种方法是将氢气转化为带电气体或等离子体,然后在环形真空室中对其进行控制。这必须在强大的超导磁铁的帮助下完成的,例如通用原子公司今年夏天开始从圣地亚哥运往法国的“中央螺线管”。
 
科学家表示,ITER 现在已完成 75%,他们的目标是在 2026 年初启动反应堆。ITER 发言人 Laban Coblentz 说:“每次完成一个主要的同类组件,例如中央螺线管的第一个模块,都增加了我们对完成整机复杂工程的信心。”
 
目标是到 2035 年产生的能量是加热等离子体所需能量的 10 倍,从而证明聚变技术是可行的。麻省理工学院和 Commonwealth Fusion Systems 的科学家们表示,他们可能会在 2030 年代初期准备好供日常使用的设备。
 
虽然 ITER 本身不是为发电而设计的,但如果成功,它或许会可以类似但更复杂的反应堆的蓝图。该项目的支持者认为,即使它失败了,所涉及的国家也将掌握可用于其他领域的技术技能,比如从粒子物理学到设计能够承受太阳热量的先进材料。
 
为该项目做出贡献的所有国家包括中国、美国、俄罗斯、日本、印度、韩国和欧洲大部分地区,大约共同分担了 200 亿美元的成本,并从所产生的科学成果和知识产权中共同受益。
 
“将第一个模块安全地交付给 ITER 设施是一个巨大的胜利,因为制造过程的每个部分都必须从头开始设计,”通用原子公司工程和项目总监约翰史密斯说。该公司花了数年时间开发新技术和方法来制造和移动磁铁部件,包括重达 250,000 磅的线圈,。“在此期间建立的工程专业知识对于未来这种规模的项目将是无价的,”史密斯说。
 
“ITER 的目标是证明聚变可以成为一种可行且经济实用的能源,但我们已经在展望接下来会发生什么,”他补充道。“这将是使核聚变商业化运作的关键,我们现在对到达那里需要发生的事情有了很好的了解。”
 
Frederick Bordry 说,押注核能,首先是裂变,然后是聚变,仍然是世界上到 2050 年将温室气体排放量大幅减少到零的最佳机会,他负责监督另一台极其复杂的科学机器——大型强子对撞机的设计和建造。欧洲核子研究中心。
 
“当我们谈到 ITER 的成本时,与气候变化的影响相比,这简直是小菜一碟,”他说。“我们将不得不为此付钱。”


深圳核博会

图为技术


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