建造世界上第一个核聚变反应堆

时间：2022-03-26 12:16:46 来源：

在爱达荷州阿科附近的一个实验站使用核能生产第一批能源70年后，核能仍然是有争议的辩论的核心。核电具有巨大的潜力，可以解决导致全球变暖的排放问题，因为分裂原子以制造能源非常有效，并且绝对会产生温室气体排放。但是，它产生的是危险的废物，其放射性仍然存在了数千年。然后就是公众不信任的问题，因为像切尔诺贝利，福岛和三英里岛这样的备受瞩目的核灾难已经使自己陷入国际社会的集体记忆中。但是，如果有一种方法可以产生几乎无限的原子能而又不产生任何放射性废料并且没有熔化的风险呢？近一百年来，科学家一直在追寻这种清洁能源的圣杯-核聚变。核聚变是自然发生在太阳上的能量产生过程，其功能比核裂变强大很多倍，如果我们能够最终实现其无限可再生和完全清洁的能源生产，则可以解决人类最紧迫且看似无法解决的问题。找到一种使其在商业上可行的方法。

然而，在地球上建立一颗恒星说起来容易做起来难。这种解决能源和气候变化的灵丹妙药仍然难以捉摸。但是我们现在比以往任何时候都更接近实现它。欧洲ITER项目最近突破了一系列里程碑，其托卡马克目前正在法国南部建造。这个项目是35个国家数十年来的合作，声称它们将在2025年之前实现第一等离子，而商业核聚变可能紧随其后。

但是现在英国正在进行另一个项目，可以为ITER铺平道路。“数十项科学项目已努力使商业核聚变成为现实。没有一个成功。“但是到2021年，一项由欧洲资助的雄心勃勃的项目将在英国启动，这是23年以来的第一次，这可能是迈向融合之路的重要一步。”

在许多方面，该项目都是法国ITER托卡马克大型项目的缩影。“在一个形状像巨大的甜甜圈的反应堆中，来自欧洲联合圆环（或JET）项目的科学家将高速将氢原子粉碎在一起，以等离子体形式释放出大量的能量和热量。随着等离子体的旋转，温度将达到比太阳高十倍的温度。”Wired写道，ITER依靠JET目前正在进行的较小规模的实验，通过“减少将聚变动力带出实验室并带回家中所需的时间，”来快速推进核聚变的商业化。

本周发表的《连线》（Wired）文章带读者参观了这个新反应堆，首先是波导管传输微波以加热等离子体，使其温度达到“比太阳高十倍的温度”。托卡马克复制品测试设施内的操作由“铰接臂”执行。训练有素的工程师从控制室练习使用这些称为MASCOT的机器人手臂来移动物体，这样实际工人就不必进入托卡马克机体内接触潜在的放射性物质。Wired解释说，MASCOT“模仿了人类的手臂和手，能够拧紧螺丝并代表可以安全地控制它的人感觉物体”。“当人类无法做到时，机器人会进入托卡马克。”

由于ITER目前正在为托卡马克项目建立庞大规模甚至更大的赌注，因此必须在未来几年中使托卡马克环境的机械化和常规操作在机器上线之前得到实践和完善。在构建可以改变一切的机器时，您最好知道如何使用它。

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