还需继续等待:世界上最大的核聚变反应堆将推迟问世

知新了了 2024-07-04 11:08:50

这项期待已久的实验,将有一个修订的时间表和一种不同的方法来达到其最终反应。

今天上午早些时候,国际热核实验堆(ITER)组织宣布了一个早已为人所知的事情:世界上最大的托卡马克将进一步推迟,使人们期待的核聚变机器的运行至少延长十年。

ITER是一个巨大的甜甜圈形状的磁聚变装置,被称为托卡马克。托卡马克利用磁场来控制过热的等离子体,从而诱导核聚变。核聚变是两个或两个以上的轻原子核聚集在一起形成一个新原子核的反应,在这个过程中释放出巨大的能量。核聚变被视为一种潜在可行的无碳能源,但要使其成为现实,还需要克服许多工程和经济挑战。

该项目之前的基线(时间框架和基准)是在2016年制定的。2020年开始的全球新冠大流行中断了ITER的大部分正在进行的操作,进一步推迟了事情的进展。

据报道,ITER的成本是最初估计的四倍,最近的数据显示该项目超过220亿美元。在今天早些时候的新闻发布会上,ITER总干事彼得罗·巴拉巴斯基(Pietro Barabaschi)解释了延迟的原因和更新的实验项目基线。

巴拉巴斯基说:“自2020年10月以来,我们已经向公众和我们的利益相关者明确表示,2025年的第一等离子体已经无法实现。新的基线已经重新设计,以优先考虑研究行动的启动。”

巴拉巴斯基说,新的基线将降低操作风险,并为使用氘-氚(一种聚变反应)的设备做好准备。他说,不是在2025年进行第一次等离子体“简短、低能耗的机器测试”,而是将更多的时间用于调试实验,并将赋予它更多的外部加热能力。全磁能被向后推了三年,从2033年推到了2036年。氘-氘聚变操作将在大约2035年保持按计划进行,而氘-氚聚变操作的开始将推迟四年,从2035年推迟到2039年。

ITER由其成员国出资:欧盟、中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国。ITER正在取得进展,尽管进展缓慢,成本也比最初预计的要高。

本周早些时候,ITER组织宣布,托卡马克的环形场线圈 —— 一种非常大的磁铁,有助于为机器保持等离子体提供必要的条件 —— 终于被运送了出来,这是20年来的一个时刻。这些56英尺高(17米)的线圈将被冷却到零下452.2华氏度(零下269摄氏度),并将包裹在装有等离子体的容器周围,使ITER科学家能够控制内部的反应。

其基础设施的规模与其投资一样巨大;目前存在的最大冷质量磁体是欧洲核子研究中心Atlas实验的370吨组件,但ITER新完成的磁体 —— 环形场线圈的组合尺寸 —— 的冷质量为6000吨。

ITER的预期目标是演示需要集成到工业规模核聚变的系统类型,以达到称为Q≥10的科学基准,或者从机器中输出500兆瓦的核聚变功率,为等离子体提供50兆瓦的加热功率,并在设备的稳态运行中达到Q≥5。这些都不是容易实现的目标,但在实验室环境中,在托卡马克和使用激光进行的核聚变实验,正在帮助科学家们朝着聚变反应的方向迈进,这种聚变反应产生的能量比反应本身所需的能量还要多。

现在,正如我们昨天的文章所报道的那样,关于核聚变在科学可行性方面的进展,与在解决全球能源需求方面的实际应用之间的差异,有必要提出一些警告:

有一种讽刺的老生常谈认为,核聚变作为一种能源永远是50年后的事情。它永远超越了今天的技术,就像一个无法挽回的前任,我们总是被告知“这次会不一样”。ITER旨在证明核聚变发电的技术可行性,但重要的不是其经济可行性。这是另一个棘手的问题:使核聚变发电不仅成为一种可行的能源,而且成为电网的可行能源。

在讲话中,巴拉巴斯基还指出,ITER托卡马克的等离子体表面材料现在将由钨制成,而不是铍,“因为很明显,钨与未来的‘DEMO’机器和最终的商业聚变装置更相关。”事实上,早在5月份,WEST托卡马克就使用钨外壳,在6分钟内维持了比太阳核心温度高3倍的等离子体,韩国的KSTAR托卡马克也用钨制成的材料取代了它的碳转移器。

正如此前报道的那样,核聚变是一个值得研发的领域,但不应该依赖它作为能源来源,让人类摆脱推动全球变暖的化石燃料。科学在进步,但核聚变永远是一场超级马拉松,而不是短跑。

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0 阅读:217
评论列表
  • 2024-07-05 17:30

    这个设备多钱?哪里可以买到,我想办个核电并网

  • 2024-07-05 16:03

    核聚变是太阳,核裂变是原子弹

  • 2024-07-05 20:55

    核聚变反应堆都比我期待的游戏发售准时。

  • 2024-07-04 17:11

    起名字的也不查查iter拉丁语是什么意思

知新了了

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