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新原子时代：核聚变及超越

时间：2022-04-08 16:16:21 来源：

能源市场无疑处于不断变化的状态。美国，欧佩克和俄罗斯之间当前的权力发挥是整个市场不断变化的地缘政治和经济动力的征兆，美国致密油似乎将完全破坏苹果车，而技术的飞速发展使迄今为止难以企及的储备成为现实。这些只是目前引起人们质疑我们对市场了解的所有问题的一些因素，但也许最大的范式转变仍在眼前-从化石燃料到清洁能源的转变。

当我们想到清洁能源时，通常会讨论风能，太阳能，水力发电和地热发电。水力和地热是可靠能源的极好来源，但是它们当然是特定于位置的，这意味着您可以使用它，也可以不使用。具有巨大潜力的另一种清洁能源是波浪能或海洋能。但是，在撰写本文时，这种潜力尚未得到有效利用。尽管我们在这一领域取得了长足的进步，但直到我们看到更大的进步之前，我们几乎无法将其作为改变能源的游戏。

剩下的就是太阳能和风能。太阳能可以分为几种类型，最著名的是光伏太阳能和太阳能热水。除了效率问题外，风能和太阳能还存在一个共同的问题-可用性。我们只能在阳光照耀或风在吹拂时发电，这意味着我们不能依靠它们作为主要动力来源。这两个领域的效率都在不断提高，储能方面的突破意味着这两个系统都在夺取化石燃料的主导地位。那一天还有很长的路要走，所以至少目前看来，化石燃料似乎已得到完全控制。但是原子能呢？吸引了50年代许多家庭的清洁，廉价和丰富能源的前景发生了什么？

尽管有些人可能会认为核裂变比燃烧化石燃料要干净得多，但切尔诺贝利和福岛等事件在我们看来仍然非常新鲜。实际上，正是福岛岛导致了德国能源政策的巨大转变，这使它们走上了一条在2022年之前完全淘汰其核反应堆的道路。当然，在这一决定中德国并不孤单，逐步淘汰成为规则而不是例外，我们似乎已经处于原子能时代的尽头。

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这是另一个参与者介入的地方-核聚变。核裂变通过将大而不稳定的同位素（具有相同质子数但具有不同中子数的原子）分裂成较小的同位素而产生能量，进而产生连锁反应。当两种轻同位素结合在一起形成一个较重的同位素和大量能量时，就会发生聚变。裂变的主要缺点是放射性废物的副产物，以及如在切尔诺贝利发生的那样可能无法遏制链式反应。

我们花了这么长时间转向聚变的原因是所涉及的极高温度和压力。为了成功创建聚变反应堆，我们需要对等离子体进行加热和加压，使其等于太阳表面上的等离子体。也许令人惊讶的是，它并没有实现挑战，而是持续了下去。

现在看来，壮举已经掌握了。来自35个国家的科学家目前正在法国南部建造国际热核实验反应堆（Iter）。这项艰巨而极其复杂的工作目前大约完成了50％，这使他们的团队可以进行最初的发射，那时他们将产生第一批等离子体。该等离子体将达到150,000,000？C，比太阳高十倍，然后包含在冷却至-269？C的巨型磁体中。如果这项测试成功，研究小组预计，我们可以看到我们的首批聚变反应堆在2040年投入使用。

国际热核实验堆总干事伯纳德·比戈特博士毫不犹豫地谈到聚变是一种可替代化石燃料的可行能源，并继续说道：“ [提供清洁，丰富，安全，经济的能源将是我们星球的奇迹” 。对于那些被认为是核裂变想法的人来说，这听起来可能是非常熟悉的，但是我们很快就会看到新的原子年龄是否可以实现以前的核裂变。


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