未来能源:科学家们在努力控制“太阳能”

据科学家们评估,目前的煤炭储量,将在200年后告罄。天然气将在不到一个世纪后枯竭,而石油则在2050年前终结。能源危机已迫在眉睫,全世界科学家危境之下,正努力研制可“驯服太阳能”的托卡马克装置。中国科学院合肥物质科学研究院副院长、中国科学院等离子体物理研究所所长宋云涛教授,向卫星通讯社介绍了核聚变技术将如何改变我们的生活,地球将如何得到拯救。

简而言之,托卡马克是一种能够形成磁场的“甜甜圈形”装置,在其内部发生热核聚变反应。反应过程中所产生的能量,几乎是源源不断的。

据宋云涛介绍,俄罗斯是此项野心勃勃科研计划的主要伙伴之一。他指出,托卡马克装置是俄罗斯科学家原创性的伟大发明。现在,全世界的科学家都在努力实现热核反应堆构想。而此构想,属于库尔恰托夫核能研究所的苏联科学家们。

中国与其他国际热核聚变实验堆(ITER)计划参与国一样,正帮助研制首座热核反应堆。项目所有工作中,中国大约占9%。首先,是供应电力设备:高压变电站、变压器和交直流系统。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

未来能源:科学家们在努力控制“太阳能”

国际热核聚变实验堆(ITER)

与此同时,中国也在落实自己的热核反应堆项目。2018年,在苏联研究成果基础上,中国启动先进超导托卡马克实验装置(EAST)。科学家们成功使等离子体在1亿摄氏度温度下保持了100秒之久。 到目前为止,是世界纪录。

11月20日,在科技合作年框架下,中俄核聚变领域专家通过在线对能源合作未来进行了讨论。

暂时,ITER仅是试验型反应堆,还不是热核电站,主要做大规模试验平台之用。目前谈及核聚变电站和电动汽车还为时过早。可以期待,2025年12月,ITER将获得首个等离子体。

宋云涛说:“实现聚变能的可控、持续的能量输出以及商业化应用还存在众多的挑战。这也是全球聚变科学家,包括中俄科学家正在努力的方向。在建成并实现国际热核聚变装置ITER的科学目标之后,聚变将会朝向聚变堆和发电的方向迈进。”

热核反应堆与传统热电站或核电站的不同之处在于,不会因温室气体排放对大气造成污染,也不会产生有毒放射性废物。

宋教授说:“聚变能本身是清洁安全和几乎无限的能源。通过托卡马克装置实现聚变能也是非常安全的,完全受我们科学人员的主动控制。任何时候,装置运行的主动或被动停止,都不会产生环境污染和人员安全问题。”

随着热核聚变技术的发展,各国将不再需要化石燃料,不再需要核电站,这样,可延长地球的生命。

另外,托卡马克没有链反应或放射性废物不受控制的问题,甚至海水也可用作燃料。

宋云涛指出:“海水中可以提取接近无限的核聚变原料,氘和氚。一升海水所提取的聚变燃料相当于350 升石油所产生的能量。从这点上说,热核反应堆能产生人类用不完的大量能量。”

尽管此项技术前景广阔,而且70年前已经谈及该技术,但暂时,这种装置还未实现工业化。到现在为止,还需要不断努力。

宋云涛说:“实现聚变能的可控、持续的能量输出以及商业化应用还存在众多的挑战。这也是全球聚变科学家,包括中俄科学家正在努力的方向。在建成并实现国际热核聚变装置ITER的科学目标之后,聚变将会朝向聚变堆和发电的方向迈进。”

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