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核聚变研究期待新突破
事实上,除惯性约束核聚变以外,最先被科学家发现,也是至今最被看好的核聚变是磁约束。为实现磁力约束,需要一个能产生足够强的环形磁场的装置,上世纪50年代,这种装置就被称作“托克马克”装置。王晓方告诉笔者,从工作原理来说磁约束更适合持续提供聚变能。
倡议于1985年的国际热核聚变实验堆(ITER)计划,是目前全球最大的磁约束核聚变实验项目,由美国、欧盟、俄罗斯、日本、韩国、印度和中国共同参与。ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的“超导托克马克”。作为聚变能实验堆,ITER计划把上亿摄氏度、由氘氚组成的高温等离子体约束在体积达837立方米的磁场中,产生50万千瓦的聚变功率,持续时间达500秒。不过,目前为止,该项目还一直在追加预算,在工程技术上也依然存在问题,进展迟缓。
王晓方表示,ITER还只是一个实验计划,即使ITER获得成功,还要建造新的聚变反应堆,才可能进入能源实用化阶段。
而磁约束之所以比惯性约束更被看好,还有一个原因是,NIF的设计初衷是用于测试核武器可靠性,是美国“无爆炸核试验”不可或缺的部分。此外,也能被用来模拟超新星、黑洞边界、恒星和巨大行星内核的环境,进行科学试验。
惯性约束一直被认为是由涉及国家安全和武器研发的政府和联合企业所资助的,它们研究核聚变是为了武器开发,而不是用于民用电厂。
但美国核武器独立专家理查德-加温曾在接受媒体采访时表示,NIF装置中的温度远远低于真正的核武器所产生的温度,他并不支持惯性约束的研发与核武器测试直接相关。
清华大学核能与新能源技术研究院一位不愿透露姓名的专家在接受笔者采访时表示,根据当前的材料和工程技术,核聚变远不能达到稳定输出能量的水平。他认为,核聚变实用化的关键还是来自材料领域的革命性突破。
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