核聚变能源技术重大突破!世界将发生哪些变化?中国研发进展如何?

美国能源部宣布实现了核聚变历史性突破,迈出了可能彻底改变世界清洁能源的第一步,将有望为地球提供廉价的清洁能源。联合国秘书长古特雷斯13日通过发言人表示,这是全球气候变化的一个重要发展,但他仍强调,各国需要采取措施,减少排放。

能源技术重大突破:美在核聚变反应中首次实现“净能量增益”

美国能源部官员13日宣布,由美国政府资助的加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室首次成功在核聚变反应中实现净能量增益,即聚变反应产生的能量大于促发此反应的激光能量。法国媒体表示,科学界正研究用核聚变科技形成“人造太阳”,来获得无限的清洁能源。

这次被视为核聚变能源技术发展的重大突破,并指出已经迈出了可能彻底改变世界清洁能源的第一步。

劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的美国政府科学家,在过去两周的一次核聚变实验中,向目标输入了2.05兆焦耳的能量,产生了3.15兆焦耳的聚变能量输出,产生的能量比投入的能量多50%以上

美国国家核安全局局长 赫鲁比 :

在实验过程中,192束高能激光会聚在一个胡椒粒大小的目标上,将一个装有氘和氚的燃料囊加热到超过300万摄氏度,并短暂地模拟恒星的条件,在实现点火过程中,劳伦斯.利弗莫尔的研究人员开启了国家核安全局以科学为基础的库存管理计划的新篇章,使我们能研究新制度。与此同时,我们已经迈向可能彻底改变世界的清洁能源的第一步。

美国能源部长格兰霍姆在记者会上称,这一突破是一项“里程碑式的成就”。

美国能源部长 格兰霍姆:

如果我们能够推进核聚变能源,我们可以用它来生产清洁电力、运输燃料,为重工业提供动力等等,这就像在我们建立清洁能源经济的工具箱中添加电钻一样。

加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室主任表示,如果想将这一成果商业化,核聚变技术仍有“重大障碍”需要克服,可能还需要几十年的努力和投资。

联合国:美核聚变突破为气候变化重要发展

美国宣布实现核聚变历史性突破,将有望为地球提供廉价的清洁能源。联合国秘书长古特雷斯13日通过发言人表示,这是全球气候变化的一个重要发展,但他仍强调,各国需要采取措施,减少排放。

联合国秘书长发言人迪雅里克表示,联合国对美国宣布的重大突破表示赞赏,更期待宣布的内容能够得到落实,全球必须齐心协力,将全球变暖控制在1.5摄氏度以内,不然极端天气将更加频繁。

联合国秘书长发言人 迪雅里克:

现在正在发生一场危机,需要私营部门的努力、政府的承诺和行动来实现全球升温控制在1.5摄氏度以内的目标。

新闻背景:究竟什么是核聚变?人类距离实现商用聚变发电还有多远?

美国能源部称,科学家首次实现可控核聚变的“净能量增益”,而可控核聚变被称为人类通往未来社会的“终极能源”,这个突破将永久改变清洁能源和美国国防的未来。那么,究竟什么是核聚变?人类距离实现商用聚变发电还有多远?

根据国际原子能机构的定义,核聚变是两个轻原子核在超高温或高压情况下,结合成一个较重的原子核并释放出巨大能量的过程。核聚变反应是宇宙中的普遍现象,它是包括太阳在内的恒星的能量来源。

核聚变所需的燃料来源于海水和一些轻核,取之不尽。

另外,与核电站采取的核裂变相比,核聚变能量巨大,是核裂变的四倍,更是化石能源效率的千万倍,且没有长期核废料、没有碳排放。因此,核聚变被视为结束人类对化石燃料依赖、通往未来社会的“终级能源”。

目前,人类已经实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。对可控核聚变的研究分为两类一是磁约束核聚变,典型实验装置如中科院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克核聚变实验装置;二是激光核聚变,典型实验装置如中国的神光激光装置和进行本次实验的、美国国家点火装置。

但上世纪50年代以来,科学家从未在可控核聚变反应中取得过产生能源比消耗更少的“净能量增益”,直到劳伦斯·利弗莫尔实验室取得本次历史性突破。

然而,作为一项被业内戏称为“离成功永远还有50年”的技术,可控核聚变投入实际应用、实现商业发电依然长路漫漫。

一方面,劳伦斯·利弗莫尔实验室理论上每天可以点燃一个靶丸,但核聚变电厂需要实现每秒钟十次;另一方面,净增益能量也需要大幅提高,本次实验实际上产出的能量只比投入的能量多50%以上,而从工程学角度而言,最终产出的能量为投入激光组能量的2倍才算达标。

中国团队率先完成“人造太阳”核心部件 被喻为国际热核聚变实验堆“防火墙”

中核集团核工业西南物理研究院科研团队今年10月表示,中国新一代“人造太阳”科学研究取得突破性进展,HL-2M等离子体电流突破100万安培,创造了中国可控核聚变装置运行新纪录。

另外,中国团队11月22日指出,在全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆的核心部件中已率先突破,制造完成首件被喻为实验堆“防火墙”的增强热负荷第一壁。

增强热负荷第一壁直接面对芯部1亿度高温等离子体,是实验堆最关键的堆芯部件,涉及聚变堆建设的核心技术。在中国国际核聚变能源计划执行中心指导下,西南物理研究院承接实验堆增强热负荷第一壁全尺寸原型件研制,与贵州航天新力科技有限公司合力攻关,成功完成部件的焊接装配,为实验堆关键部件的研发取得实质性工程突破,将为中国下一步建造聚变工程试验堆和商用电站奠定坚实基础。

“人造太阳”国际热核聚变实验堆工程是目前全球规模最大的国际科研合作项目之一,由中俄、欧盟、印度、日美韩共同参与建造,其中中国承担的任务约占9%。

来源:凤凰卫视资讯台

编辑:王二丫

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