面临的挑战:耐高温设备研发和商业化
尽管核聚变实验的成功是个好消息 , 但是核聚变何时才能商业化 , 并投入大规模使用 , 还存在着巨大的不确定性 。 英国国家核聚变研究实验室卡勒姆聚变能源中心(CCFE)主任史蒂文·考利 (Steven Cowley)指出 , 现在核聚变还面临两项重大的难题 。
首先 , 实现核聚变的条件是非常苛刻的 。 史蒂文介绍说 , 核聚变所需的燃料氘和氚必须保持在2亿华氏度(约1亿摄氏度 , 太阳中心的温度约为2000万摄氏度) , 直到它们融合 。 而建造一个能在如此高温下运行的设备并不容易 , 目前位于英国的欧洲联合环状反应堆(JET)能做到这点 。
史蒂文表示 , 现在在科学方面面临的主要挑战是延长核聚变的持续时间 , 并提高核聚变的功率 , 降低核聚变电力的生产成本 。
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↑ITER项目
“我们现在正在努力解决这一问题 。 由欧盟成员国、美国、中国和俄罗斯等多国政府支持建设的位于法国南部卡达拉奇的国际热核聚变实验堆(ITER)预计将于2030年实现核聚变燃烧 。 ”史蒂文解释道 , ITER能实现持续性核聚变燃烧 , 这将是证明核聚变能够在21世纪下半叶成为可靠的能源来源的最后一步 。
除了科研方面的困难 , 如何使核聚变商业化 , 并大规模使用也是现在人类所要面临的问题 。 史蒂文教授说:“我们的目标是 , 未来商业性核聚变电站能够在竞争激烈的的市场中持续地提供电力 。 ” 他指出 , 想要实现这一目标 , 就要在电力转换、结构材料等领域取得新的进步 。
据报道 , 世界能源市场每年产值约为5-10万亿欧元 , 而每年用于能源研究的总支出约为这一数字的0.5% , 而包括ITER在内的核聚变研究每年投入金额才不到15亿欧元 。 史蒂文称 , 我们现在必须严肃对待气候变化和能源短缺的威胁 , “虽然当下全球经济下行严重 , 可供投资的资源也很有限 , 但是如果不投资能源领域 , 无疑是自取灭亡 。 ”
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