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小型實驗室,在核聚變技術(shù)上取得重大突破

 胡子89usoaizaw 2020-08-04
小型實驗室,在核聚變技術(shù)上取得重大突破

北極星核電網(wǎng)訊:核電,希望通過核聚變重新成為能源領(lǐng)域的重要競爭者,但在獲得監(jiān)管部門批準(zhǔn)之前,它一直需要大量投資和數(shù)年的發(fā)展。密集等離子體聚焦(DPF)可以為融合技術(shù)的普及和經(jīng)濟(jì)可行打開大門。

(來源:微信公眾號“嘿嘿能源heypower” ID:heiheidianli 作者:Jon)

位于新澤西州米德爾塞克斯的勞倫斯維爾等離子體物理公司(LPPFusion)可能很快將引領(lǐng)通過DPF過渡到核聚變的道路。

迄今為止,利用超高功率激光器和微波發(fā)生器、粒子束、巨型超導(dǎo)磁體系統(tǒng)和其他先進(jìn)技術(shù)的昂貴、大規(guī)模的實驗設(shè)施已成為核聚變項目的標(biāo)準(zhǔn)。但是這是相當(dāng)昂貴的,而且已經(jīng)在測試和開發(fā)過程中使用了好幾年。其中最大的一個核聚變項目是在法國南部建造的巨型國際環(huán)形實驗反應(yīng)堆(ITER)。它現(xiàn)在的估計成本超過400億美元。

DPF正在打開通往流線型、低成本聚變未來的大門,并再次獲得更多支持,將核能作為一種可利用的智能能源。這是在目前的核裂變技術(shù)失去支持?jǐn)?shù)年后發(fā)生的。

在物理學(xué)家埃里克·勒納(Eric Lerner)的帶領(lǐng)下,LPPFusion團(tuán)隊在2016年取得了里程碑式的成功,當(dāng)時其設(shè)備的離子溫度達(dá)到了28億度,是迄今為止任何實驗中達(dá)到的最高溫度。結(jié)果顯示,它比太陽中心的溫度高出200多倍,是法國ITER預(yù)計最高溫度的15倍多。

LPPFusion已經(jīng)提高了標(biāo)準(zhǔn),并即將創(chuàng)造足夠的條件來實現(xiàn)凈能源發(fā)電量,即將總發(fā)電量減去發(fā)電廠輔助服務(wù)的消耗量平衡。到目前為止,這項工作是在實驗室投資的700萬美元的小預(yù)算下完成的,并得到了一些專門合作者的支持。勒納和他的研究小組說,他們已經(jīng)提高了DPF技術(shù)的性能,并接近于為凈能源發(fā)電創(chuàng)造足夠的條件——這是獲得該技術(shù)支持的另一個有說服力的論點。

它的發(fā)電機(jī)正在使用氫硼,而不是標(biāo)準(zhǔn)的氘氚燃料。氫硼不會產(chǎn)生任何放射性廢物,并且可以利用無限量的燃料。它還提供了將聚變能直接轉(zhuǎn)化為電能的可能性。

雖然2011年日本福島第一核電站(Fukushima Daiichi)核災(zāi)難后,核電失去了支持,但核聚變作為利用核能的解決方案,一直獲得支持。有一種觀點認(rèn)為,核電站的運行容量遠(yuǎn)高于可再生能源或煤炭、天然氣等化石燃料。倡導(dǎo)者提出的另一個觀點是,核聚變提供了一個穩(wěn)定的、穩(wěn)定的能源,而不是風(fēng)能和太陽能所面臨的斷斷續(xù)續(xù)的氣候條件。

核聚變的倡導(dǎo)者令人印象深刻,比如微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨和挪威石油天然氣公司Equinor。但總體而言,可再生能源,包括風(fēng)能、水力和太陽能,是核能的主要競爭對手。

美國能源信息署(U.S.Energy Information Administration)報告稱,2019年,核能占美國電力的20%;其次是可再生能源,占17%。天然氣以38%居首,其次是煤炭,占23%。

與使用激光和微波的更昂貴的聚變發(fā)電機(jī)相比,建造核電站可能是DPF的另一個競爭優(yōu)勢。它的氫硼聚變發(fā)電廠將提供一個小機(jī)組規(guī)模,低投資成本,低燃料成本和高水平的安全。據(jù)估計,與現(xiàn)有的傳統(tǒng)能源和替代能源技術(shù)相比,DPF技術(shù)可以將發(fā)電成本降低10倍甚至更多。

自20世紀(jì)60年代以來,DPF技術(shù)以各種形式存在于世界各地的大學(xué)和政府實驗室中,用于等離子體物理領(lǐng)域的研究。它也被用作X射線和中子的來源。

倡導(dǎo)者希望DPF能成為核聚變的橋梁,達(dá)到政府法規(guī)和財政支持所需的支持水平,并成為領(lǐng)先的替代能源發(fā)電廠來源。

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