奧推網

選單
娛樂

核裂變、核聚變,核能的未來將因為“磁鐵”的進步,而成功

9月9日,週四,法國南部國際熱核實驗反應堆 (ITER) 的科學家們收到了一塊巨大磁鐵的第一部分,該磁鐵的美國製造商聲稱它可以舉起一艘航空母艦。

完全組裝後,該磁鐵高近 20 米,直徑超過 4 米,是 35 個國家嘗試掌握核聚變的重要組成部分。

麻省理工學院的科學家和一傢俬營公司本週分別宣佈,他們也透過成功測試世界上最強的高溫超導磁體達到了一個里程碑,這可能使該團隊可以建造“地球上的太陽。”

與現有的裂變反應堆會產生放射性廢物,有時還會產生災難性的熔燬,核聚變的支持者表示,它提供了清潔且幾乎無限的能源供應。當然前提是科學家和工程師能夠弄清楚如何利用它,畢竟他們已經研究了這個問題近一個世紀了。

融合不是分裂原子,而是模仿恆星中自然發生的過程,將兩個氫原子融合在一起併產生一個氦原子以及大量能量。實現融合需要難以想象的熱量和壓力。實現這一目標的一種方法是將氫氣轉化為帶電氣體或等離子體,然後在環形真空室中對其進行控制。這必須在強大的超導磁鐵的幫助下完成的,例如通用原子公司今年夏天開始從聖地亞哥運往法國的“中央螺線管”。

科學家表示,ITER 現在已完成 75%,他們的目標是在 2026 年初啟動反應堆。ITER 發言人 Laban Coblentz 說:“每次完成一個主要的同類元件,例如中央螺線管的第一個模組,都增加了我們對完成整機複雜工程的信心。”

目標是到 2035 年產生的能量是加熱等離子體所需能量的 10 倍,從而證明聚變技術是可行的。麻省理工學院和 Commonwealth Fusion Systems 的科學家們表示,他們可能會在 2030 年代初期準備好供日常使用的裝置。

雖然 ITER 本身不是為發電而設計的,但如果成功,它或許會可以類似但更復雜的反應堆的藍圖。該專案的支持者認為,即使它失敗了,所涉及的國家也將掌握可用於其他領域的技術技能,比如從粒子物理學到設計能夠承受太陽熱量的先進材料。

為該專案做出貢獻的所有國家包括中國、美國、俄羅斯、日本、印度、韓國和歐洲大部分地區,大約共同分擔了 200 億美元的成本,並從所產生的科學成果和智慧財產權中共同受益。

“將第一個模組安全地交付給 ITER 設施是一個巨大的勝利,因為製造過程的每個部分都必須從頭開始設計,”通用原子公司工程和專案總監約翰史密斯說。該公司花了數年時間開發新技術和方法來製造和移動磁鐵部件,包括重達 250,000 磅的線圈,。“在此期間建立的工程專業知識對於未來這種規模的專案將是無價的,”史密斯說。

“ITER 的目標是證明聚變可以成為一種可行且經濟實用的能源,但我們已經在展望接下來會發生什麼,”他補充道。“這將是使核聚變商業化運作的關鍵,我們現在對到達那裡需要發生的事情有了很好的瞭解。”

Frederick Bordry 說,押注核能,首先是裂變,然後是聚變,仍然是世界上到 2050 年將溫室氣體排放量大幅減少到零的最佳機會,他負責監督另一臺極其複雜的科學機器——大型強子對撞機的設計和建造。歐洲核子研究中心。

“當我們談到 ITER 的成本時,與氣候變化的影響相比,這簡直是小菜一碟,”他說。“我們將不得不為此付錢。”