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人类会利用星光力量吗?

时间:2022-04-02 20:18:23 来源:

融合是“高风险,高回报”科学研究的缩影。

如果我们能够成功地利用为恒星提供动力的力量,那么人类将有机会获得几乎无法衡量的廉价动力。但是,正如Visual Capitalist的Nick Routley指出的那样,实现这一目标将是一项非常昂贵的长期承诺,而且很有可能我们永远无法实现商业上可行的核聚变发电方法。

融合如何运作

聚变涉及将原子核(通常是氢的同位素)加热到数百万度的温度。在极端温度下,原子被剥夺了电子,原子核移动得如此之快,以至于克服了“相互排斥”,从而结合在一起形成了一个更重的原子核。这个过程释放出大量的能源,投资者和研究人员希望这将推动人类进入一个廉价而丰富的电力时代,但是没有许多其他形式的能源的不利影响。

我希望核聚变成为一种实用的动力源。它将提供无穷无尽的能源供应,而不会造成污染或全球变暖。

–屡获殊荣的理论物理学家Stephen Hawking

恒星是如此之大,以至于它们的核自然发生了聚变-但是在地球上,它们正在尝试多种复杂的方法,希望复制该过程以获得正的净能量。

灌装一颗星的成本

国际热核实验反应堆(ITER)是目前在法国南部建造的实验反应堆,它将容纳世界上最大的托卡马克-环形的反应堆,利用强大的磁场限制等离子体。该设施的建设始于2013年,预计2021年竣工将耗资200亿欧元。

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资源:视觉资本家

研究组织将ITER视为实现融合的关键一步。尽管该设施并非旨在发电,但它将为功能性反应堆铺平道路。

竞争加剧

有些人声称政府资助的实验室的官僚主义阻碍了这一过程。结果,一堆私人公司在知名投资者的推动下,寻求将商业上可行的融合变为现实。

加利福尼亚南部的Tri Alpha公司希望,他们在安全壳内旋转磁化等离子体的方法将是一种比ITER成本更低的发电方法。在2015年,他们将过热的氢等离子体保持在稳定状态5毫秒,这在聚变研究领域是一笔不小的数目。在过去的20年中,该公司已经吸引了超过5亿美元的投资,并且得到了微软联合创始人Paul Allen的支持。

位于华盛顿州雷德蒙德的海利恩能源公司(Helion Energy)相信,距离创建可以用作电力来源的核聚变只有数年的路程。它们的反应是通过以每小时一百万英里的速度碰撞两个由氢原子核制成的等离子球而产生的。Helion Energys正在进行的研究部分由美国能源部的ARPA-E计划资助,特朗普政府计划予以淘汰。幸运的是,Helion仍将Peter Thiels Mithril Capital和Y Combinator视为支持者

位于卑诗省本那比的General Fusion正在采用另一种方法。他们基于活塞的反应堆旨在产生持续千分之一秒的能量爆发,而不是持续的等离子体反应。回收的热爆发将像核电站一样用于发电,减去长期放射性废物。General Fusion已吸引了数百万美元的资金,其中包括来自Bezos Expeditions和加拿大商业发展银行的投资。

时间范围

尽管商业上可行的融合仍在进行中,但每一项新技术突破都使我们迈出了一步。有了如此巨大的成功回报,随着我们越来越接近在地球上装满一颗恒星,研究可能只会增加

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资源:视觉资本家

通过Zerohedge.com


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