难道核聚变是比我们想象的更接近?

作者:Chris瓦里克11月2019

想象发电的方式,是游离碳;对于数以百万计从只有几百公斤,年燃料的家园产生电力;其中燃料为海水和叶没有可用的长寿命放射性废物的遗产。似乎有些牵强,并出一个科幻小说的页直的?那么,它可能是拉近了许多比你想象 - 这是核聚变的承诺。

如果你想在行动中看到融合了,只是仰望夜晚的星星。我们的太阳在天空所有的星星都被融合供电(或粘在一起)氢原子核 - 做出了较大的原子核,释放能量,因为他们这样做。

几十年来,一直存在一个全球性的研究工作,以充分利用从融合在地球上的电力发电...但它是不容易的。融合只发生时氢燃料的气体(在我们的情况下,称为氘和氚的氢重同位素)被加热到温度超过摄氏1亿度的。不可能的,因为这声音,设备称为托卡马克,其中使用强大的磁场来成功地限制燃料从反应室壁上远离的热气体(或血浆),已经成功地在这些极端的温度限制的燃料。

世界上最重要的核聚变研究实验室设在南牛津郡的宁静的乡村 - 中英国原子能管理局的卡拉姆科学中心。卡拉姆是家喷射- 欧洲共同托卡马克这UKAEA运行在代表欧洲融合的研究人员。喷射适用于核聚变发电的世界纪录产生 - 16MW;诀窍现在是开发生产比他们使用更多的电力设备;连续可靠。只有这样,融合是使沸腾的水壶电力。

为实现这一目标,下一步是ITER- 国际继任者喷射正在建设中的法国Cadarache。当在21世纪30年代初完全操作,ITER会产生500MW聚变功率的(10倍的功率需要,以加热燃料),用于在一个小时的时间。但是,为了使融合商业上可行的,有几个关键的技术挑战仍然存在,其中包括:设计远程处理系统进行维护内部和托卡马克容器外;测试其是结构稳固在将来的融合动力的恶劣环境的材料和储存和繁殖放射性氚燃料。UKAEA与聚变界的其余部分工作集中,产业界和学术界开发这些新的问题和创新的解决方案。

也许最大的这些挑战是找到一种方法,以消除或等离子排出多余的热量。组件称为“偏滤器”已经开发了喷射和其他许多托卡马克全球范围内做到这一点,但材料表面上的功率负载激烈;相当于一个飞船的动力负载重新进入地球大气层,并要求更换在未来电站每隔几年偏滤器。

英国的自己MAST升级实验 - 由于在2019年开始运作 - 将测试一种新型的偏滤器。建立在其前身的成功MAST,它是一种紧凑托卡马克与偏滤器设计在更宽的区域上扩散电源之前更远操纵燃料的热气体。预测表明可以通过十倍可以降低整体的功率负载 - 从经验丰富的由重入飞船,以水平在现代汽车发动机。创新巫术该技术位看似不起眼的 - 但如果在未来电站的偏滤器只有每隔几十年,而不是每隔几年改变,这可能是一个真正的游戏规则改变为未来的聚变电站的经济性。

从长期来看,MAST升级测试紧凑托卡马克的体积更小,更便宜的动力设计的可行性 - 和固井在开发这一变革性能源技术在英国的世界领先地位。

随着建设ITER并且在解决技术难题的进步,融合目前正进入交付时代,MAST升级将作出重大贡献。作为核聚变研究的奠基人之一,列夫·阿尔西莫维奇说融合将准备当社会需要它。那么,社会很快需要它 -MAST升级发挥其作用达到这一目标。

作者

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名称: 克里斯 - 瓦里克
组织: 卡拉姆中心聚变能(CCFE)