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可再生能源不夠用?那就在地球上造“太陽”

日期 | 2018-10-25 來源 | 網(wǎng)易

  一座與太陽使用相同能源的核反應(yīng)堆正在法國南部逐漸成形。天空新聞網(wǎng)得到特殊的機會進入馬賽附近的實驗基地一探究竟。這個項目在7年內(nèi)完成,它將使氫原子融合到一起,并且在融合過程中釋放大量的無碳能量。尤其值得注意的是,這個融合過程不會產(chǎn)生長期留存的放射性廢料。

  

  圖1:反應(yīng)器將含有宇宙中最熱和最冷的點

  之前對核聚變的嘗試都因為規(guī)模太小而無法獲取足夠的能量。但是這個規(guī)模更大的國際熱核實驗反應(yīng)堆(簡稱ITER)產(chǎn)生的能量應(yīng)當明顯超過它所損耗的能量。

  參與這個項目的一位英國工程師Aneeqa Khan稱:“我們現(xiàn)在所熟知的核能來自于裂變反應(yīng),也就是當我們將大原子分離成更小的原子時,釋放出的大量能量。融合反應(yīng)指的是我們將兩個較小的原子核融合到一起,這個過程與太陽內(nèi)部發(fā)生的過程相同,它比裂變反應(yīng)釋放出的能量更多。我們正嘗試在地球上創(chuàng)造‘太陽’,因此我們需要克服的挑戰(zhàn)要多的多。”

  

  圖2:這個融合過程極其環(huán)保的,不會產(chǎn)生需要我們處理的高放射性廢料

  核聚變(核融合)需要極端溫度才能工作。進行聚變反應(yīng)時,兩種形式的氫氣將被注射到一個名為托卡馬克裝置的反應(yīng)器中并且加熱到1.5億攝氏度,這個溫度比太陽的溫度還要高10倍。為了阻止反應(yīng)器融化,過熱的等離子體將借助地球上一些最強大的磁體懸浮在真空環(huán)境中。

  

  圖3:工程師Aneeqa Khan稱,我們正嘗試在地球上創(chuàng)造太陽

  這些磁體將達到零下269攝氏度(零下452華氏度)的溫度,也就是深太空環(huán)境中的溫度。這意味著這個反應(yīng)器將同時成為宇宙中最熱和最冷的物體。融合過程會產(chǎn)生大量的能量,鳳梨大小的氫氣量產(chǎn)生的能量足以與1萬噸煤相提并論。

  

  圖4:國際熱核實驗反應(yīng)堆(ITER)預(yù)計將在7年內(nèi)啟用。

  這個過程也是極其環(huán)保的,氫氣能夠從海水中提取。與目前的核電站不同的是,這個融合反應(yīng)過程不會產(chǎn)生高活性的放射性廢料。科學(xué)家們認為,當化學(xué)燃料因為全球變暖問題成為歷史之后,這項技術(shù)將為人類提供后續(xù)的能源供給。

  

  圖5:這個項目的規(guī)模要遠超之前的任何核聚變研究。

  項目總負責人Bernard Bigot對天空新聞網(wǎng)稱,無論是太陽能還是風能都具有太分散和不可預(yù)測的特性,無法滿足一個對能量需求更多的世界。他聲稱,地球上的人口接近80億,而且很快將達到100億。人類需要大量可預(yù)測的連續(xù)能源。那也是可再生能源不夠的原因。當沒有足夠的太陽能和風能時,你就能夠使用核聚變能。

  

  圖6:ITER項目負責人Bernard Bigot稱,太陽能等可再生能源將無法滿足需求

  這個項目是非常具有吸引力的,包含中國、歐盟、美國和俄羅斯在內(nèi)的35個國家已經(jīng)對這個項目投入了150億英鎊(約合人民幣1367億)的資金。而且從經(jīng)濟角度來講,核聚變能不會比化學(xué)燃料制造的電能更加昂貴。