核聚变发电成为科技企业新目标 想要真正商业化不容易
发布日期: 2021-08-24 10:06:41 来源: 参考消息网

据《日本经济新闻》网站8月20日报道,让原子核之间发生核聚变以产生能量的核聚变发电备受关注。美国微软创始人比尔·盖茨援助的初创企业和美国谷歌也涉足核聚变发电的开发,目标是作为脱碳电源实现商用化。日本也将着手核聚变前一阶段的实验。不过,也有因庞大的建设费用导致废堆的失败案例,比如日本的快中子增殖反应堆“文殊”。商用化还面临很多课题。

报道称,由于核聚变跟太阳一样,在地上重现核聚变反应被叫作“地上的太阳”。核聚变采用的是原子核内有中子的氘(重氢)和氚(超重氢)。达到高温时,氘等的原子分解成带正电的原子核和负电子,形成高速流动的“等离子体”状态。

在磁场下密闭时,这些物质会激烈碰撞融合。这时产生的巨大能量可以作为热能有效用于发电等。理论上,1克燃料产生的能源相当于8吨石油。

报道指出,现在的核电利用的是核裂变的连锁反应。如果不能好好控制,就会造成像东京电力福岛核电站事故那样的严重事故。

而核聚变在燃料不足或等离子体不稳定时会停止反应,比核裂变更容易控制。虽然也会产生放射性废弃物,但预计比现在的轻水反应堆型核电站要少。

参考消息网8月23日报道 据《日本经济新闻》网站8月20日报道,让原子核之间发生核聚变以产生能量的核聚变发电备受关注。美国微软创始人比尔·盖茨援助的初创企业和美国谷歌也涉足核聚变发电的开发,目标是作为脱碳电源实现商用化。日本也将着手核聚变前一阶段的实验。不过,也有因庞大的建设费用导致废堆的失败案例,比如日本的快中子增殖反应堆“文殊”。商用化还面临很多课题。

报道称,由于核聚变跟太阳一样,在地上重现核聚变反应被叫作“地上的太阳”。核聚变采用的是原子核内有中子的氘(重氢)和氚(超重氢)。达到高温时,氘等的原子分解成带正电的原子核和负电子,形成高速流动的“等离子体”状态。

在磁场下密闭时,这些物质会激烈碰撞融合。这时产生的巨大能量可以作为热能有效用于发电等。理论上,1克燃料产生的能源相当于8吨石油。

报道指出,现在的核电利用的是核裂变的连锁反应。如果不能好好控制,就会造成像东京电力福岛核电站事故那样的严重事故。

而核聚变在燃料不足或等离子体不稳定时会停止反应,比核裂变更容易控制。虽然也会产生放射性废弃物,但预计比现在的轻水反应堆型核电站要少。

报道介绍,技术开发的中心是日美欧中印等在法国南部的卡达拉舍正在建设的“国际热核聚变实验反应堆计划(ITER)”项目,目标是2025年开始运行。东芝子公司将陆续交付形成等离子体状态的核心部件——磁场线圈。总建设费将达到约200亿欧元。

报道表示,不止是大型项目。与美国麻省理工学院合作的初创企业2025年将试制出核聚变反应堆,正在计划运行实验。

报道注意到,谷歌也开始进行相关研发,并在产生等离子体时提高能量效率的实验中获得成功。与其共同推进研发的初创企业迄今为止已筹集到数亿美元资金,其中一部分由谷歌出资,将推进核聚变反应堆的试制工作。

报道称,大型信息技术企业之所以进行相关开发,是因为用于人工智能的数据中心等耗电量巨大。其中有期待核聚变发电成为脱碳电力来源的因素。

位于日本茨城县的国立量子科学技术研究开发机构也在自己的研究设施里进行相关开发。在这里,实验研究反应堆“JT-60SA”设在一个类似于巨大车库的空间里,核心设备高约7.5米,看上去就像一个巨大的金属笼。工作人员正在为正式启动实验进行检查等工作。

量子科学技术研究开发机构的实验设备将在近期的测试中重现核聚变反应所需要的等离子体状态。原计划2020年12月前后进入测试,但因发生新冠疫情而推迟。文部科学省每年度向“国际热核聚变实验反应堆计划”和“JT-60SA”拨款约220亿日元(约合2亿美元)。

东京大学还将与英国的初创企业进行联合研究。年内将致力于实施将等离子体温度提高到1亿摄氏度的实验,这一温度是核聚变的前提。参加该实验的东京大学教授小野靖表示:“初创企业的优势是决策速度快。10到20年的实用化进程也以比较现实的步伐推进。”

核聚变发电看起来很有前景,但达到实用水平所需要的费用和时间还无法预测。在日本,由哪家民营企业来负责商用化尚未确定。快中子增殖反应堆“文殊”曾作为实现日本资源自给自足的王牌而备受期待,投入资金超过1万亿日元,但课题堆积如山,最后商用化失败。如果核聚变发电项目不明确官民双方的职责,就很可能重蹈这样的覆辙。

报道指出,虽然辐射水平不高,但核聚变发电仍会产生放射性废弃物,这一点与普通核能发电没有区别。在日本国内,发生核电站事故之后,慎重使用核能发电的论调增强。要实现商用化,除了考虑成本和技术开发之外,还需要得到民众的理解。

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