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MIT新型紧凑核聚变装置计划十五年内建成
2018-03-12 20:25:02   来源:MIT   评论:0 点击:

  MIT 宣布与 Commonwealth Fusion Systems(CFS)合作建造紧凑托卡马克试验聚变反应堆。项目的最终目标是开发一个 200 兆瓦的聚变电站。CFS 是从 MIT 独立出去的新公司,得到了意大利能源公司 ENI 的五千万美元投资,它将继续寻找其它投资者。

 
 
MIT核聚变反应堆的示意图,看上非常迷你
 
 
 
核聚变反应堆开发人员合影
 
  CFS已经获得了意大利能源公司埃尼(Eni) 5000万美元的投资,该公司的首席执行官Bob Mumgaard表示:“该项目的初衷是及时开发出有效的能源来应对气候变化。我们相信,我们拥有足够的技术、速度和规模,在15年内用上无碳核聚变能源。”
 

  作为零碳排放的能源,核聚变具有广阔的前景。但问题是,到目前为止,所有的核聚变实验所能产生的能量十分有限,无法用于工业化发电。数十年来,在核聚变领域,令人失望的结果不断积累。这让不少人认为,“核聚变是未来能源”只是一句笑话。
 

  目前,多数报道认为核聚变发电有望在30年内实现,但来自麻省理工学院的团队相信,通过使用新型超导材料生产聚变反应堆中的超强磁铁,他们可以将时间减半。
 

  加拿大约克大学的等离子体物理学家Howard Wilson参与的是另一项核聚变研究,他说:“这个项目最激动人心的部分是高场磁体。”
 

  聚变的基本概念是将较清的元素聚合为更重的元素。当氢原子在承受足够高的压力时,它们的原子核聚合在一起,形成氦原子,并在这一过程中释放大量能量。然而,这一过程仅在极端温度为数亿摄氏度时产生净能量,而这一温度比太阳中心还热,任何固体材料都难以承受。
 

  为了解决这个问题,科学家使用强磁场来承载热等离子体(一种亚原子粒子的气态汤),以阻止它与环形腔室的任何部分接触。
 

  最新推出的超导材料——一种涂有钇钡铜氧(YBCO)的钢条,可以让科学家生产体积更小、能量更强的磁铁,这或将减少聚变反应启动所需的能量。Wilson说:“磁场越强,束缚住核聚变燃料就更容易”。
 

  计划中的聚变实验名为Sparc,要比法国目前正在建造的国际热核聚变实验堆项目小得多——体积大约只有后者的1/65。
 

  实验反应堆设计生产约100MW的热量。它将以大约10秒的脉冲形式产生能量,功率与一个小城市的耗电量相近。科学家预计产生的能量将超过加热等离子体的能量的两倍,从而实现最终的技术里程碑:聚变的净能量为正值。
 

  Wilson教授对于聚变能源实现的时间很谨慎,他表示尽管该项目令人激动,但他不认为这一目标能在15年内实现。
 

  核聚变拥有其他能源无法比拟的优势。与化石燃料以及核裂变反应以铀为燃料不同,氢从来不会短缺。聚变反应不会产生温室气体,也不会像传统的核裂变反应一样产生危险的放射性废料。
 

  麻省理工学院主管研究的副校长Maria Zuber表示,聚变的发展将在应对气候变化上有明显的先进性。“这则新闻的核心是一个伟大的想法——一种实现核聚变净能量为正值的可行、可靠方法,”她说,“如果我们成功,全世界的能源系统都将会转型。我们对此十分期待。”


  文章原文链接:http://news.mit.edu/2018/mit-newly-formed-company-launch-novel-approach-fusion-power-0309
 
冷聚变世界
2018年3月12日

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