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聚变研究的突破带来了新的核动力源

时间：2022-04-02 18:18:02 来源：

核聚变与常规生产的核能的相似之处在于，它产生的碳排放量为零，但与裂变核能相比，它的主要优势在于它不产生核废料，而这是裂变核电站的祸根。最近的研究突破使聚变堆发电成为现实的日子越来越近了。

尽管开发商业上可行的核聚变的研究已经进行了数十年，但由于涉及的技术复杂且资金有限，进展缓慢。也就是说，最近的技术突破可能会加快进度。

3月19日，密歇根大学宣布，密歇根大学和普林斯顿大学的研究人员团队发现了一种新型的磁行为，可以帮助使核聚变反应更容易开始。惯性聚变点火系统的设计人员可能能够使用这一新发现的功能来放置激光点，以便它们更快，更高效地加热目标燃油缸。核工程与放射科学助理教授亚历山大·托马斯说：“从本质上讲，我们发现的是一种全新的磁重联机制。尽管我们正在以惯性约束聚变过程进行研究，但它可能与太阳表面和磁约束聚变有关。

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研究突破可以帮助克服聚变的主要问题，即如何设计一个聚变反应堆，其消耗的能量少于为其提供动力所需的能量。在英国库伦（Culham）聚变能源中心的教授史蒂夫·考利（Steve Cowley）称，不断取得的进步使可持续聚变能的时代越来越近，他评论说：“我总是被问到，我们如何将太阳装进瓶子里？但是我已经在欧洲联合花托中做到了。到目前为止，功率输出很小。人们忘记了它的重要性。...您可以说莱特兄弟的飞行并不重要，仅仅因为他们飞了大约30英尺。考利（Cowley）指的是1997年的欧洲联合环面实验，当时核聚变短暂产生了16兆瓦的电力。

在1994年的早期研究中，普林斯顿等离子体物理实验室的Tokamak聚变测试反应堆在短时间内产生了1070万瓦的功率，研究产生的等离子体温度为5.1亿摄氏度，是实验室产生的最高温度，并且远远超过商业融合所需的1亿度。三年后，英国的欧洲联合圆环发电量超过了PPPL的发电量1600万瓦，但是这些输出是不可持续的。

运行JET的科学家团队的负责人Francesco Romanelli在一次采访中指出：“到本世纪末，全球30％的能源可以通过核聚变产生。我希望到2040年，我们将开始看到聚变能向电网注入电能。”

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目前尚不清楚谁能主导这一新兴能源的问题，但是包括中国，印度，日本和韩国在内的许多亚洲国家已经表示出了兴趣，并且如果它们为突破性技术提供资金，可能会成为主导该行业的国家。美国和欧盟的专利集中在小型风能和太阳能上。在欧盟优先事项的一个典型例子中，到2011年，欧盟每年已经在替代能源上投资1100亿美元，而仅为国际核聚变研究和工程项目ITER分配了4亿美元，该项目目前正在建设世界上最大的实验性项目与法国南部卡达拉奇设施相邻的托卡马克核聚变反应堆。

有了这样的资金优先事项，可能会铭记21世纪，因为自石油时代开始以来，亚洲以最先进的技术领先于清洁能源。

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