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聚变能发展进程及未来前景

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:在20世纪80年代期间,美国,欧盟和日本等允许快速发展核聚变能的地区投入使用了新一代的聚变装置,这些装置在容量和加热技术方面都进行了改进。另一种设施是ITER,即国际热核聚变反应堆[12],将在中国、欧盟、印度、日本、俄罗斯以及韩国和美国的协作下共同建成。超过全球一半、在世界经济中占有很大比例的34个国家和地区都参加了这项协作,他们正努力在法国南部建一个托卡马克装置,有望每500s就能发出400MW的聚变电能。

聚变能发展进程及未来前景

在过去六十几年的聚变能研究中,许多国家的人们做出了不懈努力,从而在认识等离子体的不稳定性、能量流失、物理性质和等离子加热技术,以及保持高温等离子体纯度的方法和其他为了成功开发聚变能作为一种新能源而必须解决的问题等方面取得了稳步进展。在20世纪80年代期间,美国,欧盟日本等允许快速发展核聚变能的地区投入使用了新一代的聚变装置,这些装置在容量和加热技术方面都进行了改进。在20世纪末期,通过聚变反应释放的电力增加了108倍,在普林斯顿大学等离子物理实验室的大型托卡马克装置释放的聚变能超过了10MW[10],接着欧洲也取得类似成果。在这期间,美国和日本的大型托卡马克装置温度从几百电子伏升高到40~45keV,能量约束时间(衡量对穿过约束磁场的能源漏损的成功抑制程度)从几微秒增加到一秒以上。

因为缺乏新的大型聚变设施,近些年来,在获取更高参数方面的增长速度已经变得很平缓;但是随着两种新的大型设施的投入使用,与发电厂相关的环境建设方法应该有所更新。这两种设施的其中之一是美国国家点火装置,它是一个激光驱动的惯性约束实验装置,计划在本世纪20年代对燃料球的核点火进行示范操作[11]。另一种设施是ITER,即国际热核聚变反应堆[12],将在中国、欧盟、印度、日本、俄罗斯以及韩国和美国的协作下共同建成。超过全球一半、在世界经济中占有很大比例的34个国家和地区都参加了这项协作,他们正努力在法国南部建一个托卡马克装置,有望每500s就能发出400MW的聚变电能。本世纪30年代可能会取得更高的电能。(www.xing528.com)

从这些大装置以及未来20年中在建成的小型装置中所得的数据和操作经验,使得在本世纪中叶就可以建成示范电厂,可以为在本世纪后半期部署商业聚变发电厂提供指导作用;如果运行结果在证明其确实可靠,那么这将对下个世纪世界能量需求就做出巨大贡献,尤其是能将聚变经济能与广泛采用的运输物品和人的电车、在工业过程用电所需化石燃料的运输等方面相结合,那么意义就更大了。

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