@ 2015.10.04 , 09:30

新研究认为核聚变反应堆在经济上可行

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根据新的研究,用核聚变反应堆发电几十年内可能会在经济上可行,决策者应该用它们来替代传统的核电站。

牛津Durham大学和Culham聚变能中心研究人员分析了核聚变反应堆的经济性,首次在超导技术方面的取得最新进展。他们在对建造、运行和拆除聚变反应堆研究后表明聚变核能相对于传统裂变核能的经济可行性。

早期的研究发现,一个聚变能电厂的发电价格,与裂变发电厂的发电价格相当,证明了使用新的超导技术的新优势。这项研究发表在聚变工程与设计杂志上。

Durham大学材料物理中心的Damian Hampshire教授说,很显然,我们做出的是假设,但我们能说的是,我们认为聚变发电不会比裂变发电贵很多。在一两代人的时间里,核聚变反应堆可以提供几乎无限的能源供应,并且导致全球变暖或产生有害物的副作用不会太大。

核聚变反应堆通过给等离子体以约1亿摄氏度加热,使氢原子熔合在一起,释放能量的方式发电。这不同于裂变反应堆,裂变工作原理是通过低得多的温度拆分原子。

聚变反应堆相对于裂变反应堆的优点在于,它们几乎不产生放射性废物。这意味着像切尔诺贝利或福岛县灾害是不可能发生的,因为等离子一旦溢出就失效了。聚变能在政治上也更安全,因为反应堆不会产生扩散核武器的武器级产品。它的燃料是氘,或是从海水提取的重水,氚是在反应器内产生萃取的,所以供应方面的安全问题也不存在。

为测试聚变反应堆,10年前在法国南部开始建设有一个国际热核实验反应堆。工程建设从2005年开始,8年~10年完成,最终总投资预计超100亿美元。这将是除国际空间站外规模最大的国际科技合作项目。

Hampshire 教授说,他希望该分析结果将帮助说服政策制定者和私营部门在聚变能领域更多地投资。计算聚变反应堆的成本非常复杂,因为在原料成本和汇率不断变化。我们早就知道了聚变反应堆是可行的,但因为还有些技术没有公关,以及成本的不确定性,因此许多人都不信。我们已经有了有力的论据,由最可靠的数据支持,即聚变发电站可以很快在经济上可行。我们希望这笔投资,可以克服余下的技术挑战,并加快规划过程。

英国能源计划理事会重点关注在高温超导体的最新进展。这些材料可用于建造强大磁铁,被称为tokamak,在聚变反应堆的核心部位,使得容器中的高温下等离子体保持原位。

这项技术还意味着超导磁体可以不用建一大块,而是分成几块。这将意味着,超导磁体在放射性环境中的维护成本会便宜很多。

当分析裂变电站的建设、运行和拆除的成本时,需要考虑到处理裂变电站相关的放射性废物的成本,而聚变电站放射性废物的处理则简单得多。

本文译自 phys,由译者 amor 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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