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美國宣布首次實現(xiàn)核聚變凈能量增益，距離商業(yè)化還有多遠(yuǎn)？
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李澤西歡迎一切建議和意見 lizexi@guancha.cn
最后更新: 2022-12-14 13:40:00“‘人造太陽’技術(shù)更成熟”
“慣性約束聚變”之外，核聚變的另一個技術(shù)路線是“托卡馬克核聚變”。1950年代，蘇聯(lián)科學(xué)家開始托卡馬克技術(shù)的相關(guān)研究?！巴锌R克”是俄語中“環(huán)形”、“真空室”、“磁”和“線圈”的縮寫。這個名稱起的極其恰當(dāng)：在托卡馬克的真空中，核聚變?nèi)剂系入x體在線圈電流產(chǎn)生的極強磁場作用下，迅速環(huán)形運轉(zhuǎn)。
物理學(xué)家的希望是，核聚變?nèi)剂显谶@一情況下可偶爾突破靜電能量壁壘，實現(xiàn)核聚變，維持這一狀態(tài)夠久，或能產(chǎn)出凈能量。吳征威表示，就目前進展而言，磁約束聚變裝置運行模式更持續(xù)，能量輸出更穩(wěn)定，且能量獲取模式更為成熟。
布迪爾在13日的發(fā)布會上也表示，用磁場控制等離體核聚變?nèi)剂系募夹g(shù)，目前更為接近發(fā)電站中的實際應(yīng)用。
因此，托卡馬克技術(shù)遠(yuǎn)比“慣性約束聚變”的技術(shù)應(yīng)用廣泛。法國、澳大利亞、日本等少數(shù)西方國家在“慣性約束聚變”技術(shù)方面進行一些嘗試，不過只有美國的NIF在此實現(xiàn)顯著的成果。而托卡馬克技術(shù)，除了多國獨自運行的反應(yīng)堆實驗裝置，還有35國共同參與的“國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆”（ITER）。
ITER早在1988年啟動，預(yù)計將實現(xiàn)Q>10，但是施工過程持續(xù)延遲，至今未完成。袁嵐峰認(rèn)為，“當(dāng)這么多國家同時參與，任何一方面的反對都能將這一項目陷入停滯”。根據(jù)最新估計，ITER將于2035年啟動氘氚反應(yīng)，不過這也需要繞過一些環(huán)保主義者等群體的持續(xù)反對。
中國獨自建立運行的著名“人造太陽”設(shè)施近年持續(xù)取得進展，2021年底實現(xiàn) 1056 秒的長脈沖高參數(shù)等離子體運行。不過，袁嵐峰告訴觀察者網(wǎng)，“人造太陽”技術(shù)上“無法同時實現(xiàn)核聚變對溫度、等離子密度和持續(xù)時間”的要求；“人造太陽”所取得的成果，將通過預(yù)計2030年代建成的“中國聚變工程實驗堆”實現(xiàn)中國的核聚變之夢。
中國“人造太陽”內(nèi)部
此外，還有美國物理學(xué)家1950年代研發(fā)的仿星器技術(shù)。仿星器技術(shù)與托卡馬克技術(shù)路線大致相似，所需能源少一些、設(shè)計參數(shù)相對靈活，不過磁場更為復(fù)雜，且在托卡馬克技術(shù)風(fēng)靡全球后一度遭到冷落，長期沒有顯著進展。近年，隨著托卡馬克技術(shù)路線遭遇一系列困難，美國等國對仿星器技術(shù)重新燃起了一定的興趣；這也被認(rèn)為是美國近年威脅撤出ITER的原因之一。
- 責(zé)任編輯: 李澤西
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