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可再生能源不够用?那就在地球上造“太阳”

时间:2018-10-19 作者:科普中国 阅读:
之前对核聚变的尝试都因为规模太小而无法获取足够的能量。但是这个规模更大的国际热核实验反应堆(简称ITER)产生的能量应当明显超过它所损耗的能量。

参与这个项目的一位英国工程师Aneeqa Khan称:“我们现在所熟知的核能来自于裂变反应,也就是当我们将大原子分离成更小的原子时,释放出的大量能量。融合反应指的是我们将两个较小的原子核融合到一起,这个过程与太阳内部发生的过程相同,它比裂变反应释放出的能量更多。我们正尝试在地球上创造‘太阳’,因此我们需要克服的挑战要多的多。”

图1:反应器将含有宇宙中最热和最冷的点

图2:这个融合过程极其环保的,不会产生需要我们处理的高放射性废料

核聚变(核融合)需要极端温度才能工作。进行聚变反应时,两种形式的氢气将被注射到一个名为托卡马克装置的反应器中并且加热到1.5亿摄氏度,这个温度比太阳的温度还要高10倍。为了阻止反应器融化,过热的等离子体将借助地球上一些最强大的磁体悬浮在真空环境中。

图3:工程师Aneeqa Khan称,我们正尝试在地球上创造太阳

这些磁体将达到零下269摄氏度(零下452华氏度)的温度,也就是深太空环境中的温度。这意味着这个反应器将同时成为宇宙中最热和最冷的物体。融合过程会产生大量的能量,凤梨大小的氢气量产生的能量足以与1万吨煤相提并论。

图4:国际热核实验反应堆(ITER)预计将在7年内启用。

这个过程也是极其环保的,氢气能够从海水中提取。与目前的核电站不同的是,这个融合反应过程不会产生高活性的放射性废料。科学家们认为,当化学燃料因为全球变暖问题成为历史之后,这项技术将为人类提供后续的能源供给。

图5:这个项目的规模要远超之前的任何核聚变研究。

项目总负责人Bernard Bigot对天空新闻网称,无论是太阳能还是风能都具有太分散和不可预测的特性,无法满足一个对能量需求更多的世界。他声称,地球上的人口接近80亿,而且很快将达到100亿。人类需要大量可预测的连续能源。那也是可再生能源不够的原因。当没有足够的太阳能和风能时,你就能够使用核聚变能。

图6:ITER项目负责人Bernard Bigot称,太阳能等可再生能源将无法满足需求

这个项目是非常具有吸引力的,包含中国、欧盟、美国和俄罗斯在内的35个国家已经对这个项目投入了150亿英镑(约合人民币1367亿)的资金。而且从经济角度来讲,核聚变能不会比化学燃料制造的电能更加昂贵。

(本文转载自科普中国)

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