據(jù)英國《自然》雜志近日報道，英國政府近日宣布，將投資兩億英鎊（2.48億美元）建造全球首個商用核聚變發(fā)電廠，希望到2040年實現(xiàn)核聚變能源生產(chǎn)的商業(yè)化。
核聚變反應就是兩個較輕的原子核聚合成一個較重的原子核時，質(zhì)量虧損，釋放出能量的過程。太陽內(nèi)部進行的就是氫氦聚變過程。聚變能具有資源無限、不污染環(huán)境、不產(chǎn)生高放射性核廢料等優(yōu)點，一直被描述為能源領(lǐng)域的“圣杯”。但目前，還沒有反應堆能實現(xiàn)反應中產(chǎn)生的能量超過點燃反應所需要的能量，目前正在法國南部進行的“國際熱核聚變實驗堆”（ITER）項目旨在于2035年實現(xiàn)這一目標。
而英國更進一步，建造可以利用核聚變發(fā)電的電廠——“能源生產(chǎn)用球形托卡馬克”（STEP）。在接下來的4年中，庫勒姆聚變能源中心的科學家將為STEP設計詳細方案，該發(fā)電廠預計能產(chǎn)生數(shù)百兆瓦的凈電能，并擬21世紀40年代初開始運行。整個項目預計將耗資數(shù)十億英鎊。
像ITER一樣，STEP也將基于“托卡馬克”設計——使用磁場限制氫的重同位素氚和氘的等離子體，讓其在極端高溫和高壓下相互融合，產(chǎn)生聚變能。不過，ITER的托卡馬克是甜甜圈形狀的裝置，而STEP則將這些超熱的氣體置于更緊湊的蘋果核形狀的裝置中。此外，STEP的尺寸更小（全長約10米）。科學家們認為，縮小尺寸可以降低制造成本。但縮小尺寸也會帶來問題，比如，如何在更小的表面積上管理等離子體的極端熱量等。麻省理工學院的等離子體物理學家安妮·懷特說，制造更緊湊的托卡馬克裝置是一個冒險的選擇。ITER的托卡馬克裝置問題應該不大，因為它的設計已被廣泛研究，但球形托卡馬克裝置還有許多未知數(shù)，“這意味著存在更多風險。”
|
