长期以来 , 核聚变一直被视为是取之不竭的清洁安全能源选项 , 被科学家称为“最有可能解决气候危机的方法” 。 核聚变概念的出现可以追溯到20世纪20年代 , 此后科学家们一直在这一领域不断深入探索 。
据外媒报道 , 当地时间2月9日 , 欧洲核聚变研发创新联盟(EUROfusion)、英国原子能管理局(UKAEA)和国际热核聚变实验堆(ITER)当日召开联合新闻发布会称 , 欧洲联合环状反应堆(JET)在5秒内产生了能量输出为59兆焦耳的稳定等离子体 , 是1997年类似实验中的两倍之多 。 这也是自1997年以来 , 世界首次进行的氘氚核聚变实验 。 据悉 , 这次实验是在英国卡勒姆聚变能源中心(CCFE)进行的 。
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↑核聚变反应堆:具有叠加等离子体的JET内部 。 图源:英国原子能管理局(UKAEA)
据了解 , JET堪称目前世界上最大的核聚变项目、国际热核聚变实验堆(ITER)计划(“人造太阳”)的“迷你版” , 其产生的核聚变能量相当于一台风力涡轮机 , 可以为一栋房子提供一天的能源 。 如果反复进行核聚变 , 产生的能量还可以为整个城市成千上万的房屋供电 。
科学家们表示 , 此次实验结果表明通过核聚变发电是可能的 , 解决气候危机也不再是白日梦 。
核聚变:未来能源问题的终结者
根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)最新报告显示 , 世界必须在十年内将其温室气体排放量减少近一半 , 并在2050年前达到零净排放 , 以控制全球变暖 。 这意味着人类要迅速减少对化石燃料的使用 。 而通过核能是目前最可靠的低碳能源之一 。
据报道 , 核能目前占世界发电量的10%左右 。 美国和英国大约20%的电力来自核能 。 而在法国 , 核能发电量占总发电量的70% 。 劳斯莱斯首席执行官汤姆·萨姆森(Tom Samson)表示 , 如果一个国家没有核电 , 就无法实现二氧化碳净零目标 。
然而 , 目前人们所使用的核能属于核裂变 , 这一过程中产生的废物可能在数万年内保持放射性 , 存在潜在危险 。 而核聚变指两个或更多的原子通过融合 , 在此过程中会释放出巨大的能量 , 被视为最有可能解决气候危机的能源获取方法 。 因模仿太阳上发生的核聚变 , 核聚变发电被称为“人造太阳” 。
↑JET被视为全球最大核聚变项目ITER的“彩排” 。
据悉 , 为过渡到国际热核聚变实验堆(ITER)计划 , 此次JET实验使用的核聚变燃料是元素氘和氚 , 它们都是氢元素的同位素 。 这些元素能从海水中提取出来 , 并很有可能用于商业规模的核聚变 。 从储量上看 , 地球上的核聚变燃料 , 能满足人类未来很长时期对能源的需求 。 据悉 , 海水中大约每6500个氢原子中就有一个氘原子 , 海水中氘的总量约45万亿吨 。
每1立方千米海水中氘原子所具有的潜在能量相当于燃烧13600亿桶原油的能量 , 这个数字约为地球上蕴藏的石油总储量 。 按世界消耗的能量计算 , 海水中氘的聚变能可用几百亿年 。 氚元素则可以由锂制造 。 地球上锂的储量虽比氘少得多 , 但也有两千多亿吨 。
剑桥大学工程系的托尼(Tony Roulstone)在接受外媒采访时表示:“人类能从氘和氚中获得巨大的能量 。 满足英国一天的供电总需求只需要0.5吨氘 。 ”托尼还介绍说 , JET产生的核聚变能量相当于一台风力涡轮机 , 可以为一栋房子提供一天的能源 。 如果反复进行核聚变 , 产生的能量还可以为整个城市成千上万的房屋供电 。
英国原子能管理局首席执行官伊恩·查普曼(Ian Chapman)表示 , 这次突破具有里程碑式的意义 。 帝国理工学院核材料研究员马克·温曼(Mark Wenman)在一份声明中表示 , 这次的实验结果是“令人兴奋的” , 这表明核聚变能源不再只是遥不可及的梦想 。 他说:“使核聚变成为有用的清洁能源在不久的将来是很有可能实现的 。 ”
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