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核聚变发电,民间有高手

发布时间:2019-06-26浏览次数:397

       近日在河北廊坊举行的一次核聚变技术研讨会上,国内知名能源企业新奥集团宣布,未来十年将建一座小型核聚变实验装置。这是宣布研发聚变能源的中国民营企业。

各出奇招,都为了小

小型核聚变技术,顾名思义,装置更小。它们大多属于托卡马克,但体量上是ITER规模的几十分之一,建设起来快得多,技术路线也是百花齐放。

       而通用聚变公司用活塞震荡氢燃料,促使聚变。上世纪70年代美国海军项目将核聚变燃料制成等离子磁化球,在液态金属壳中点燃,活塞负责压缩和点燃核燃料。此项目虽然中止,但有人重拾技术,用加拿大的小笔津贴,成立了通用聚变公司。2009年开始,通用聚变公司建造了海胆状的、直径1米的钢球,14个加农炮口尺寸的活塞。反应室四周搅动熔铅,创造出中有空隙的涡流,容纳氢燃料。活塞以每秒50米的速度撞击反应室壁上的插件,发送冲击波穿过熔铅,促发小型核聚变。目前这一设备的压缩系统和燃料注射器还在实验阶段,没有实现聚变。

       再如英国托卡马克能源公司,首创高温超导体的托卡马克,球形构型来自普林斯顿大学,高温超导体来自麻省理工学院。其ST40反应堆可生成1500万摄氏度的等离子体——太阳中心温度,创造了私企研究核聚变的纪录;第二台反应堆ST25,2015年连续29小时输出等离子体,创下世界纪录。2018年公司想将反应温度再创新高,达到1亿摄氏度。

群雄逐鹿,草根主导

ITER建成前,英国牛津的JET是的托卡马克装置。1997年,JET用2.5万千瓦的输入功率,输出了1.6万千瓦的聚变能,曾鼓舞了科学家建造ITER。

       很多人认为大型装置的建造时间长,造价贵,商业化进程不如人意。各国主导的核聚变进程让民间高手看不惯了,等不住了,这几年,纷纷踏入核反应圈。

       互联网公司的介入也让一些企业获得了更多关注。2011年,加拿大的通用聚变公司得到亚马逊总裁贝佐斯资助,加拿大石油公司Cenovus也支持他们。去年该公司与微软合作,用超算分析实验结果,加速研究。

       有人指出,根据如今的超级计算机模拟,等离子体湍流有别的应对,小反应堆也可行。而基于1997年设计的ITER为了应对湍流,造得过大了。

路线待定,中企投资大

       而新奥宣布研发核聚变,是在新奥能源研究院、中国物理学会等离子体物理分会和中国核学会核聚变与等离子体物理学会举办的“紧凑型聚变技术研讨会”上。参会的中国国际核聚变能源计划执行中心罗德隆主任告诉科技日报记者,中国的EAST和国际共建的ITER实验堆,都有中国企业参与制造,但能源企业研发核聚变装置在中国还是,这有利于吸引社会力量参与。

       罗德隆和朱振旗都表示,新奥探索的是紧凑型聚变装置,与EAST、ITER和未来的CFETR(中国聚变工程实验堆)不一样。朱振旗说,新奥的聚变装置将是分布式供能——不仅发电,还要利用放出的热量。

       新奥将用大约两年时间确定技术路线。朱振旗表示,争取用十年时间实现技术突破,并在其后开展示范工作,每年需要投入资金数亿元。为鼓励国内外青年英才参与,新奥将设立一个小型聚变技术的方案竞赛,就现存问题给出创新和颠覆性的创意。参与者可获1万到30万元的奖励,奖金达100万元。