作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2018/3/11 8:42:49
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美校企合作开发核聚变能
希望在15年内建造试验电厂

美国麻省理工学院 

本报讯 美国麻省理工学院(MIT)将与一家私营公司合作,在未来15年内开发用于核聚变的能源技术。一旦成功,这项斥资数千万美元的努力将有助于释放几乎无限的无污染能源。

一个研究团队于3月8日宣布,迄今为止已经吸引了5000万美元的这项技术基于高温超导体,后者已在过去几年中实现了商业化。

新一代超导体使得来自MIT和剑桥市联邦聚变系统(CFS)的研究人员,能够在传统的使用热等离子体为燃料的托卡马克反应堆中增加磁场强度。与基于之前设计的反应堆相比,这可能为建造更小、更便宜、更简单的反应堆铺平了道路。前者包括目前在法国南部建设的陷入困境的国际热核试验反应堆(ITER)项目。

“这是关于规模的,也是关于速度的。”CFS首席执行官Robert Mumgaard表示。CFS是衍生自MIT的一家公司,该公司已经吸引了来自意大利能源巨头ENI公司的5000万美元投资,并计划在未来3年内投资3000万美元在MIT进行研究和开发。

Mumgaard说,学术界和产业界之间的合作应该有助于科学家将核聚变技术从实验室转移到市场中去。

将氢原子聚变形成氦能够释放出大量的能量,这些能量可以被用来产生无碳的电力。但是,在一个有限的空间里维持实现这一过程所需的极端温度却仍然是一项艰巨的挑战——迄今为止,与此相关的大多数希望和预期都落空了。

CFS是追求将聚变能变为一种清洁能源的一系列初创公司中最新的一家。位于英国牛津附近的托卡马克能源公司也在寻求利用高温超导体开发一种托卡马克反应堆。但观察人士表示,来自MIT的这家公司是同类公司中最出色的。

“如果MIT能够做到他们所说的——而且我没有理由认为他们不能,这将是向前迈出的一大步。”Stephen Dean说。他是马里兰州盖瑟斯堡的一个倡导团体核聚变能源协会的负责人。

研究人员面临的第一个挑战是把一个商业可利用的超导体转变成一个巨大的高性能电磁体,这可能需要大约3年的时间。在接下来的10年里,这个研究团队希望能够开发出一个可以产生比其消耗能量更多的能量的原型反应堆。随后,他们希望能够建造一个可向电网输出200兆瓦电力的试验电厂。

MIT等离子体科学与核聚变中心副主任Martin Greenwald说:“如果我们能够成功建造一个如此规模的磁体,那么我们对它的表现将会非常有信心。”

新泽西州普林斯顿等离子物理实验室前主任Stewart Prager说,MIT吸引私人资本的提议是一个好消息。但他警告称,私人投资不足以弥补美国核聚变项目停滞不前的预算。

Prager表示:“MIT获得的这一资助非常棒,但你不可能让私营部门承担核聚变项目的全部压力。”

对MIT的研究人员来说,他们希望自己的工作能让政府对核聚变研究产生更多的兴趣。Greenwald表示:“如果我们能够改变这种想法,我们就有可能重振这项计划的其他部分。”

核聚变即轻原子核(例如氘和氚)结合成较重原子核(例如氦)时放出巨大能量。核聚变是核裂变相反的核反应形式。

科学家正在努力研究可控核聚变,核聚变可能成为未来的能量来源。核聚变燃料可来源于海水和一些轻核,所以核聚变燃料是无穷无尽的。人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2018-03-11 第2版 国际)
 
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