核聚变能解决世界能源问题吗?

JET 内部叠加等离子体

2022 年 2 月 9 日,英国牛津附近的欧洲联合圆环 (JET) 的科学家宣布,他们通过原子融合产生了有史以来最高的持续能量,是 1997 年进行的实验记录的两倍多。 Source: ABACA

核聚变技术最近取得的突破让许多科学家对其提供几乎无限的低排放能源库的潜力 感到兴奋, 但评论家质疑核聚变是否将对迫在眉睫的气候危机造成的影响做好了准备。


随着这场寻找可靠的可再生能源比拼的进行,另一种核电作为一种有希望的长期解决方案正在形成。

工程师 Adi Paterson 与澳大利亚技术初创公司 HB Eleven 合作,该公司旨在使用一种称为核聚变的过程来产生干净的,且最为重要是,安全的电力。他说:“我认为人们开始对此感到非常兴奋。 发电的过程可以更高效,最大的好处就是没有废物的产生。”

Paterson 博士是联邦政府核科学技术组织的前任首席执行官。 他认为,核聚变基本上复制了为太阳核心提供能量的完全相同的化学反应过程。他说:“你实际上是在获取几乎为整个宇宙提供动力的东西,并试图将其带到地球上,以制造可预测、低成本且非常安全的能源。”

几十年来,核能一直用一种称为裂变的过程产生。 这是当像铀这样的不稳定原子在能量爆发和长寿命辐射中裂变时发生的。核裂变约占世界电力的 10%,但它带有可怕的熔毀的污名——比如 1986 年的切尔诺贝利核事故或 2011 年的福岛核电站灾难。 

相比之下,核聚变迫使较小的原子聚集在一起。 这会促成能量的爆发,产生一些氦气副产品以及少量的短寿命辐射。核物理学家 Joe Khachan 认为核聚变本质上是安全的。他说:“核聚变没有引起熔毁的可能。 事情并不是这样的,物理学不支持这一观点。”

今年早些时候,英国牛津郡的 JET 反应堆实现了重大的聚变突破。它在五秒钟内产生约 60 兆焦耳的能量——这大约足以将水壶煮沸 60 次。虽然这距离商业用途还有很长的一段路要走——但它是一个重要的概念验证。

能源分析师蒂姆·巴克利(Tim Buckley)表示,从长远来看,核聚变可能是有用的,但它并不是气候危机的短期解决方案。他表示,现在我们需要的是太阳能和风能等低排放技术,核聚变距离正式用于发电至少还有 20 年的时间。他说:“当我 55 年前还穿着尿布的时候,核聚变距离商业化还有 10 年的时间——而现在 55 年后,距离商业化仍旧还有一、二十年的时间。”

工程师们目前正在法国南部的一个地方建造世界上最大的核聚变反应堆。该项目耗资超过两百亿澳元,包括澳大利亚在内的35个国家参与了这个项目的工作。支持者希望反应堆最终证明核聚变能够大规模地有效发电。该工程计划于2025年竣工。

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