中科院院士白春礼谈“核聚变点火”:是一个里程碑,但离商业发电还很远

2022-12-17 17:49  来源:封面新闻    白春礼  核燃料  核安全  乏燃料  核聚变

“据测算,2060年核电的总发电量达到2.7万亿度,2021年我国核电发电装机容量约5000万千瓦,还有很大的提升空间。”12月17日,中国科学院院士白春礼在2023《财经》年会上表示,核能具有能量密度高、供能稳定、碳排放低的优势,对于波动性的太阳能和风能发电来说是良好的稳定剂,是实现碳中和战略目标不可或缺的低碳能源。


“据测算,2060年核电的总发电量达到2.7万亿度,2021年我国核电发电装机容量约5000万千瓦,还有很大的提升空间。”12月17日,中国科学院院士白春礼在2023《财经》年会上表示,核能具有能量密度高、供能稳定、碳排放低的优势,对于波动性的太阳能和风能发电来说是良好的稳定剂,是实现碳中和战略目标不可或缺的低碳能源。

目前,核能的利用包括核裂变和核聚变两种方式。关于核裂变,白春礼表示,主要有以下三个问题需要解决:

第一是安全性。2021年12月,山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功,是全球首个并网发电的第四代高温气冷堆核电项目,标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核电技术的国家之一。

第二是核燃料的持续稳定供应。我国已经探明的铀资源约27万吨,按当前核电水平,可支持约40年,持续稳定供应问题仍需解决。

三是乏燃料安全处理处置。当前我国乏燃料已累积近2万吨,每年新产生约1千吨,主要采用湿式暂存法处理,湿式暂存费约4万元/吨/年,乏燃料安全处理处置急需解决。

谈及核聚变,白春礼表示,核聚变反应是宇宙中的普遍现象,是恒星的能量来源;核聚变能也是能源发展的前沿方向,被视为未来社会的“终极能源”。如果人类可以掌控这种能量,就能摆脱目前地球的能源与环境危机困扰。到目前为止,人类对受控核聚变的研究主要分为两类:

一类是磁约束核聚变,如“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”,是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克,俗称“人造太阳”。中国科学家也在积极参与到相关工作,现在已进一步证明了核聚变能源的可行性,为迈向商用奠定了物理和工程基础。

另一类是激光核聚变。就在12月13日,美国能源部官员宣布,加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室,首次成功在核聚变反应中实现“净能量增益”,即聚变反应产生的能量大于促发该反应的镭射能量。实验向目标输入了2.05兆焦耳的能量,产生了3.15兆焦耳的聚变能量输出,相当于二两炸药的爆炸威力。

“这是世界上首次激光核聚变点火,是一个里程碑式的工作,引起了科学界和社会的广泛关注。”白春礼表示,目前激光核聚变具有时间短,发电效率低等特点,科学上具有重要意义,可离商业发电还有很长的路要走。

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