实验性核反应堆 中国梦想无限的能量

作者:北单科技   发布时间:2020-10-04 21:22     浏览:


国际热核实验反应堆(ITER)在法国南部圣保罗-莱斯-迪伦斯(saint - paul - les - durance)施工现场的圆形生物防护装置

随着从中国和世界其他地方运来的多吨组件,法国南部一个尘土飞扬的建筑工地的工人正急于组装世界上最大、最昂贵的核聚变实验反应堆,该项目被称为国际热核实验反应堆(ITER),旨在测试是否可以利用长期以来渴望的核聚变梦想-为太阳提供动力的原子反应-来产生近乎无限的清洁能源。
 
大会的里程碑是在其35个合作伙伴之间,由于融资和技术部门而多次延迟之后才在7月下旬举行的,但是据那里的科学家说,中国团队从来没有在提供关键部件和完成工作方面按计划进行,科学家们说他们的目标不仅是参与,而且是与同行一起学习以帮助中国创建自己的热核聚变反应堆。 
 
中国科学院科学家霍玉平说,中国在2003年加入国际热核实验堆项目时有两点想法,第一是该项目对未来发电厂的无价贡献、第二是中国希望利用ITER项目积累人才的经验,并最终成为最早建造自己的聚变反应堆的国家之一。
 
 
明星力量
 
数十年来,利用融合一直是科学家的梦想,尽管常规核能依靠裂变-分裂原子以产生能量-聚变结合了原子以产生巨大的能量爆发,为了利用这种力量,一些国家财团于2006年合作启动了ITER项目,欧盟则持有该项目45%的股份,美国、中国、印度、日本、俄罗斯和韩国分别拥有9%的股份。
 
尽管由于冠状病毒而稍有延迟,但国际热核实验堆(ITER)还是宣布将于7月28日开始在将进行反应的托卡马克上进行组装,托卡马克由超过100万个部件组成整重达23,000吨,是埃菲尔铁塔重量的两倍多。
 
从理论上讲,如果国际热核实验堆(ITER)工作,它将为不会产生变暖排放或传统核能危害的大量新型能源奠定基础,核聚变具有解决世界能源问题的潜力,然而作为能源来源仍然不可行,核聚变实验通常需要对托卡马克内部的一堆原子(即等离子体)进行过热处理,这并不困难,但是如何保持反应在高温下进行并将热量转换为电能已经成为数十年来科学家们的头等大事。
 
ITER耗资约50亿欧元(58亿美元),最初计划在2016年开始建设,但前期曾多次因部件建造和设计争议而被推迟导致该项目的成本大约翻了两番,对其超高温等离子体的首次测试被推迟到2025年,全功率聚变实验预计不会在2035年之前进行。
 
此外,在反全球化情绪持续高涨的背景下,越来越多的人担心各国将更不愿意承担不断增加的成本,日前ITER的中国高级工程师吴松涛就曾经公开称美国多年来一直在削减对该项目的投资。
 
 
中国的利益
 
国际热核聚变反应堆最初是在1985年的美苏峰会上提出的,但中国直到2003年才签署参与,当时其他国家在为这个230亿美元的项目提供资金方面犹豫不决,尽管高达(当时50亿元人民币)的票价对发展中国家来说是一笔巨款,但中国却将其视为提升其国内核聚变发展的机会。
 
由于当时中国的核聚变研究薄弱,专家们不可避免地对这个耗资巨大的项目产生了强烈反对,一些学者在致国家领导人的信中写道:“小学生上大学能学到什么?”,但极力主张中国参与的霍表示,这个大型项目相当于“一个全球融合俱乐部”,票价只会随着时间的推移而上涨,与此同时,他敦促政府向国内核聚变研究提供与国际热核聚变实验同等数额的资金。
 
吴邦国说,中国目前是国际热核实验堆项目投资七方中资金最雄厚的,总的来说我们做得很好,尽管花了很多钱,但取得了很大的进展,花了如此巨大的资金投资这个项目,如果我们不努力做出成绩,就会辜负我们的国家和纳税人。
 
中国国际核聚变能源项目执行中心(ITER China)副主任王民告诉北单网,中国比其合作伙伴取得了更快更好的进展,他说:“在ITER项目中已经培养了大量年轻的中国人才……中国扩大了自己的声音,为核聚变世界贡献了更多的智慧。”
 
 
还有很多事情要做
 
国际热核实验堆在这一进展中发挥了重要作用,尽管中国是核聚变技术的后来者,但中国的核聚变发展却突飞猛进,在国际热核实验堆进展中发挥了重要作用,“加入国际热核实验堆之前,在国际核聚变会议上几乎没有听到中国人的声音,但在此之后中国已经逐渐走向世界核聚变舞台的中心,中国核聚变技术发展的一个里程碑是实验性先进超导托卡马克(EAST)的建设,这是一种被称为“人造太阳”的核聚变反应堆。
 
世界各国的物理学家们都在试图控制核聚变反应,但没有人能像中国东部安徽省省会合肥的研究小组那样将其保持稳定,EAST团队在今年4月份第一次成功在1亿度的温度下运行了机器约10秒钟。
 
中国的东方反应堆与国际热核实验堆类似,但更小更灵活,据中国科学院等离子体物理研究所网站介绍,在那里开展的研究将为ITER的建设提供“直接经验,并作为开展与ITER相关实验的重要实验试验台”,中国聚变发电路线图的下一阶段是在2021年建造一个试验反应堆,称为中国聚变工程试验反应堆(CFETR),并在2050年开始建造商业化工厂,该反应堆的大小与ITER类似,旨在解决ITER遗留下来的一些未解决的技术问题。