麻省理工学院承诺在15年内启动一个小型聚变电站


聚变反应堆SPARC的可视化。 它的容量为ITER的20%,体积小65倍。 图:肯·菲拉尔(Ken Filar)/麻省理工学院

引导热核聚变是能源的真正圣杯。 如果物理学家学会将等离子体保持在磁阱中,并在磁体上花费的能量少于反应所释放的能量,那么人类将获得几乎取之不尽的清洁能源,并且,碳氢化合物和铀的化石燃料可被当做噩梦而被遗忘(特别是因为股票将在很长一段时间内不够用)。

现在人类每年耗电22,255 TWh(全球平均每人3052 kWh ,在俄罗斯-6,588 kWh,在美国-12,833 kWh,在海地-每人40 kWh)。 每年的消费量都在增长,化石资源迟早会消失(同样的铀235仍存在约50年)。

因此,现在有必要为使用化石燃料类型的时代做准备,并考虑其他选择。 这些可以是th反应堆,快速中子p繁殖器,太阳能电池板(满足人类的需求,足以收集落在地球上的0.5%的太阳能)等。 但是核聚变是解决这个问题的基本方法,因为它可能代表整个宇宙发展的不竭能量。 核聚变不仅将满足人类当前的能源需求,还将提供更多的能源。 我们必须考虑在哪里花钱。

已经多次尝试创建有效的热核反应器。 自2007年以来,ITER(国际实验性热核反应堆)的建设一直在进行中,但该项目已损失了50亿美元的巨额资金,并且最后期限被一再推迟。 还进行了其他有关热核聚变的实验 ,但到目前为止还远未达到实际结果。 现在其中一个已经加入。 麻省理工学院(MIT)的核物理学家与新公司Commonwealth Fusion Systems 宣布开始一项新实验 ,他们承诺在短短15年内(即到2033年)建造一个工作原型核聚变反应堆。 联邦融合系统公司从意大利能源巨头埃尼公司(Eni)那里获得了5000万美元的投资来开展这项工作。

项目经理是鲍勃·穆加德(Bob Mumgaard),他被任命为一家私人公司的执行董事。 “我们努力按时建立一个发电站[融合],以应对气候变化。 我们认为,我们拥有科学的知识,速度和规模,可以在15年后开始向电网提供清洁的聚变能,” Mamgaard 。 专家说,这是一个非常雄心勃勃的声明。

在热核聚变的讨论中,通常习惯说30年或更长时间。 但是麻省理工学院的团队认为,通过在重型磁体生产中使用新的超导材料,可以将时间减半。 我们正在谈论的是由涂有钇钡钡铜氧化物(YBCO,i-be-ku)的钢带制成的超导材料。 在1987年发现这种材料之后,它成为第一款临界温度超过77 K的超导体,这使得超导体的工业应用成为可能,因为第一次可以将相对便宜的液氮用于其冷却。

YBCO允许您设计比以前小得多的超强大磁体。 首先,麻省理工学院打算在10年内生产100兆瓦反应堆的原型,仅测量ITER的1/65。 它会以10秒的脉冲发出能量-尚无计划将热量转换为电能,但科学家估计,所提供的能量大约是加热等离子体的成本的两倍。 在这种情况下,实验被认为是成功的。 然后,一台200 MW反应堆的建造将从一台发电机开始,该发电机向公共网络供电。 如果该项目在声明的15年内成功完成,那么这可能是世界上第一个现实生活中的聚变电站。

聚变反应器在氢气上运行。 与铀和碳氢化合物不同,它几乎是无穷无尽的燃料来源。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN410767/


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