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无尽的清洁能源将至

2015-9-1 9:20:36点击:

  核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。


  一家名为三阿尔法能源的美国私人投资公司日前宣称,他们建立了一个装置,让球型过热气体在1000万摄氏度的温度下,稳定地保持了5毫秒。


三阿尔法能源公司的热核聚变反应装置



  这个看似极其短暂的一瞬,却超过了以往采用同样技术的其他的尝试,第一次证明了人们能将这种过热气体保持在一个稳定的状态。这一温度已高到足以维持核聚变反应的程度,代表了热核聚变技术一个可能的突破点,让人们距离这种丰富、廉价的清洁能源又近了一步。


  目前主导核聚变研究的主要是一些大型的政府投资项目,如正在建设的耗资高达200亿美元的国际热核聚变实验堆(ITER)计划,以及美国能源部投资40亿美元的国家点火装置(NIF)。由于这些项目极其复杂、投资巨大,不少人对其能否收回成本表示担忧。一些新兴创业公司试图找到另外一种方法,开发出更为简单和便宜的热核聚变设备。三阿尔法能源便是其中的一员。


  热核聚变是一个看似简单,实际极难实现的过程。当气体被加热到足够高的温度后,其原子就会失去电子,形成一种电子和离子的混合气体,也就是通常所说的等离子体。在足够外力的作用下,其中离子就会熔合在一起,同时释放出巨大的能量,这个过程就是核聚变。要让核聚变安全可控,必须将这些等离子体束缚起来,但人类已知的材料中没有哪个能承受得住如此之高的温度。


  美国《科学》杂志网站报道称,为了解决这个问题,科学家们想出了两个办法:一种是惯性约束核聚变(如NIF),另一种是磁约束核聚变(如ITER)。三阿尔法能源使用的就是第二种方法,他们采取了一种被称为场反向位形(FRC)的结构来约束等离子体。这种方法早在上世纪60年代就为人所知,但几十年来科学家们只能将等离子体保持0.3毫秒。通过使用这种方法,他们声称能将氢和硼加热到1000万摄氏度。没有达到更高的温度是因为他们用尽了燃料,而此前的不少研究都是由于设备损坏或者熔毁被迫停机。


  这项来自美国加州的科研团队称,该研究距离让氢和硼发生热核聚变所需的30亿摄氏度的高温仍然还有很大的差距,下一步,他们将对设备进行升级,有望将其所能达到的温度提高10倍。



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