2028年中國將迎來核聚變發電,距離發電還有6年? 核聚變是有多重要

2022年10月03日03:25:38 科學 1600

核聚變有多重要?

從上世紀開始,各個國家就全心投入到核聚變的研究當中了。

重要到什麼程度呢?

風能重要吧!太陽能也很重要吧!但它遠超風能、太陽能以及其他能源,在某種程度上,核聚變稱得上是電力工業的「聖杯」,它清潔、低廉、安全,而且沒有限量。

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中國工程物理研究院彭先覺院士表示聚變點火是當今世界科技皇冠上的一顆明珠」,但是要實現聚變點火太難了。

也就是說該技術的難點就在於核聚變點火,只有核裂變爆炸產生的能量才能夠達到核聚變發生反應的前提。

而就在近日,我國科學家表示:

中國距離核聚變發電還有6年左右的時間,而且國家已經開始建設全球最大的脈衝驅動器,預計在2028年左右可以發電。

可產出強度為5000萬安培的電流,這個強度是美國「Z機」的2.5倍。

「Z機」是美國新墨西哥州的桑迪亞國家實驗室里放置的一個裝置,被認為是可以找到解決世界能源短缺問題的答案。

它可產生35億度高溫或290太瓦的電量——相當於全球發電總量的80倍,主要用以研究熱核反應。

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這意味著什麼?

可以從根本上解決能源危機的問題了嗎?

早在今年年初,我國全超導托卡馬克核聚變實驗裝置就實現了1056秒的長脈衝高參數等離子體運行,再一次突破了世界記錄,達到了全球領先的程度。

而現在又迎來了如此巨大的驚喜,古人從來都沒有想過,竟然還可以登上月球,還可以「造一個太陽」,這種事情在以前想都不敢想,而現在卻在一一的實現它。

雖說我們造一個太陽是「難於上青天」,但是呢?它並非是不可以實現的。

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到時中國將會在核能發電領域取得世界上最新的進展,而且作為少數擁有聚變技術的國家,將會給國家建設和國民生活提高,帶來不可忽視的重要推動作用。

事實上「Z機」是一種高能脈衝發送器,而我國計劃建造的是一台完整的可產出熱核能量的機器。

可以用來商業化發電的,具體來說它是一種包含了聚變和裂變反應堆結構的混合核能反應堆,叫做Z-FFR聚變堆。

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什麼是Z-FFR聚變堆?

它被認為是我國獨創的一種核能聚變和裂變一體化反應堆。

其中有兩項重要關鍵技術是獨創——慣性約束聚變靶和次臨界能源堆。

Z-FFR,以裂變放能為主,聚變只佔總功率的5%左右,這就大大降低了聚變作為能源應用的要求。

對裂變堆而言,由於高能聚變中子的加入,通過巧妙的設計,可以更發揚其長處,改善甚至去除其缺點,使之成為一種優質能源。

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Z-FFR主要包含3個部分:

Z-箍縮驅動器、聚變靶及爆室、次臨界能源堆。

所謂Z-箍縮,就是當電流流過柱形套筒導體時會產生角向磁場,該磁場作用於導體載流子,將產生指向柱中心軸的洛倫茲力,即壓力,並導致自箍縮效應。

在此,彭先覺院士表示:

「當電流達到數十兆安量級時,產生的磁壓力十分巨大,達百萬大氣壓以上,驅動套筒等離子體高速向心內爆,速度可達每秒數百公里,能為靶丸實現聚變創造良好的條件。利用Z-箍縮驅動實現聚變的優勢就在於驅動器技術相對簡單、造價低廉、能量充足且轉換效率高。」

並表示:2025年前是關鍵技術攻關階段,希望建成50兆安左右的驅動器以驗證聚變,力爭2035年左右進行工業應用演示。

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一個國家擁有核聚變意味著什麼?

核聚變可以產生巨大的能量,甚至可以用「取之不盡,用之不竭」來形容。

就像太陽光一樣,太陽之所以可以持續燃燒100億年,利用的就是核聚變。

由此可知,掌握了核聚變技術,對於人類社會的發展、人類文明的進步得有多大的影響!

不僅如此,相對於核裂變來說,核聚變產生的輻射反而非常少,也不用擔心核廢料問題。

全世界都面臨著能源危機,最主要的原因就是人們過度依賴化石能源。

因此,開發新能源,對人類來說至關重要。

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