IAE 2022.0702

歐洲科學家表示,他們在尋求開發實用核聚變(為恆星提供能量的能量過程)方面取得了重大突破。

總部位於英國的 JET 實驗室通過將兩種形式的氫擠壓在一起可以提取的能量,打破了自己的世界紀錄。

如果能夠在地球上成功地重建核聚變,那麼它就具有幾乎無限供應低碳、低輻射能源的潛力。

這些實驗在 5 秒內產生了 59 兆焦耳的能量(11 兆瓦的功率)。

這是 1997 年在類似測試中取得的兩倍多。

這不是一個巨大的能量輸出——只夠煮大約 60 個水壺的水。 但重要的是,它驗證了為正在法國建造的更大聚變反應堆所做的設計選擇。

JET 實驗使我們離聚變能更近了一步,”反應堆實驗室的運營主管喬·米爾內斯博士說。“我們已經證明,我們可以在機器內部製造一顆迷你星,並將其保持五秒鐘。 並獲得高性能,這真的把我們帶入了一個新的境界。”

 

最終,該過程將用於驅動蒸汽輪機發電

法國南部的 ITER 設施得到了包括歐盟成員國、美國、中國和俄羅斯在內的世界政府財團的支持。 預計這將是證明核聚變可以在本世紀下半葉成為可靠能源供應商的最後一步。

未來基於聚變運行的發電廠不會產生溫室氣體,只會產生非常少量的短壽命放射性廢物。

“我們剛剛完成的這些實驗必須奏效,”JET 首席執行官伊恩·查普曼教授說。 “如果他們沒有,那麼我們就會真正擔心 ITER 能否實現其目標。

他告訴 BBC 新聞說:“這事關重大,我們取得的成就歸功於人們的聰明才智和他們對科學事業的信任。”

聚變的工作原理是,可以通過將原子核強制在一起而不是分裂它們來釋放能量,就像驅動現有核電站的裂變反應一樣。

在太陽的核心,巨大的引力壓力允許這在大約 1000 萬攝氏度的溫度下發生。 在地球上可能存在的低得多的壓力下,產生聚變的溫度需要高得多——超過 1 億攝氏度。

不存在可以承受與這種熱量直接接觸的材料。 因此,為了在實驗室中實現聚變,科學家們設計了一種解決方案,其中將過熱氣體或等離子體保持在環形磁場內。

位於牛津郡庫勒姆的聯合歐洲環面 (JET) 近 40 年來一直在開創這種融合方法。 在過去的 10 年中,它已被配置為複制預期的 ITER 設置。

用我的同事喬恩·阿莫斯的話來說:“融合不是讓我們實現 2050 年淨零的解決方案。這是本世紀下半葉電力社會的解決方案。”

法國實驗室製造等離子體的首選“燃料”將是氫的兩種形式或同位素的混合物,稱為氘和氚。

JET 被要求展示一個 80 立方米的環形容器的襯裡,該容器封閉了可以有效處理這些同位素的磁場。

在 1997 年的破紀錄實驗中,JET 使用了碳,但碳吸收了具有放射性的氚。因此,對於最新的測試,容器的新壁是用金屬鈹和鎢建造的。這些吸水性降低了 10 倍。

JET 科學團隊隨後必須調整他們的等離子體以在這種新環境中有效工作。

“這是一個驚人的結果,因為他們設法證明了歷史上任何裝置的聚變反應產生的最大能量輸出,”《星際建造者:核聚變和為地球供電的競賽》一書的作者亞瑟·特瑞爾博士評論道。

“這是一個里程碑,因為他們在 5 秒內證明了等離子體的穩定性。這聽起來不是很長,但在核時間尺度上,這確實是一個非常非常長的時間。從 5 秒到 5 秒很容易分鐘,或五個小時,甚至更長。”

 

紐約布魯克林,2022 年 3 月 16 日 (GLOBE NEWSWIRE) -- 根據 Global Market Estimates 發布的新市場研究報告,全球核能市場預計將從 2022 年到 2027 年以高複合年增長率增長。核能 市場主要受到減少能源生產碳排放的需求、不斷增長的能源需求、對提高能源自我可持續性的關注、增加對核能技術的投資以及行業技術進步的推動。

 

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