核聚变是太阳和恒星的能源,有一个世界性的科学探索来产生它作为一种清洁、可持续的能源。 在欧洲,国际科学界已支持了大型核聚变反应堆,例如英国的欧洲联合环形(JET)试验和目前正在法国建造的国际热核聚变实验反应堆(ITER)。 但一组英国研究者说关键是想得更小,和把球状反应堆(常规形状反应堆的变形版本)与高温超导体搭配到一起,加快聚变能源的发展。它们的早期原型设备直径有1.2米,下一步,他们的目标是制造高3米,直径2.5米的机器。 “对这些设备的主流观点是你必须造得越来越大才能产生聚变能量。但我们着手使尝试使用这些高温超导体,”托卡马克能源的物理学家兼CEO David Kingham告诉我,“而不是使更大的反应堆,你得到一个更强的[磁]场,使你能有效地约束等离子体。” Kingham的解释道,第一个超导磁铁用低温超导体制成。“它们用液氦冷到约四开尔文才能工作,这是绝对零度以上四度。”他说。 “首先,我们希望得到一个非常高的能量场,这种材料[超导体]可以做到。其次,我们不希望花费大量能量来冷却磁体,所以我们要运行在尽可能高的温度上,但我们需要磁体是超导的否则我们就在浪费巨量的能源,”Kingham解释道。
目前,在国际科学界正在支持建设在法国南部的140亿美元ITER托卡马克。Kingham的承认ITER将是一个有价值的设备,但强调考虑较小型的可能会加速聚变能源发展的替代方案是很重要的。 与此数十亿美元的ITER项目正相反,Kingham估计托卡马克能源的尝试从聚变中生产电力的10年计划将耗资约5亿美元。这或许会是过于雄心勃勃。“我们目标是十年,但没人知道这些问题;它可能会更容易,也可能会更加困难” 温莎说。 核聚变研究始于1950年代并进展缓慢,然而,托卡马克能源的研究者们断言,如果聚变能可以被实现,它就能被迅速扩展。“生产的电力将不会有任何碳排放量,并且不会有切尔诺贝利式爆炸的可能性,因为任何时候都没有核燃料在里面,而且也没有福岛的可能性,因为事后没有衰变热,”温莎说。 “在某种程度上,你可以认为我们像莱特兄弟一样在尝试建造一架刚刚才能起飞的飞机,而ITER装置的人则在试图建造一架747,它飞起来时会很辉煌,但很难从头造起,”Kingham的说。
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