零碳發(fā)電臨近?美國核聚變發(fā)電再次實(shí)現突破
去年12月,美國加利福尼亞州勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)首次成功在核聚變反應中實(shí)現“凈能量增益”,就在最近,該實(shí)驗室再次成功復現核聚變點(diǎn)火實(shí)驗,并再度實(shí)現凈能量增益突破。
“凈能量增益”意味著(zhù)人類(lèi)向實(shí)現零碳能源的目標邁出了關(guān)鍵一步,人類(lèi)離清潔能源的“圣杯”更近了?
8月6日,路透社報道稱(chēng),美國勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗室當天早些時(shí)候表示,該實(shí)驗室的科學(xué)家第二次在核聚變反應中實(shí)現凈能量增益。
(資料圖)
該實(shí)驗室的一位發(fā)言人說(shuō),科學(xué)家們在國家點(diǎn)火裝置(NIF)的實(shí)驗中重復實(shí)現了核聚變點(diǎn)火,從而產(chǎn)生了比去年12月更高的核聚變能量產(chǎn)出。實(shí)驗室方面同時(shí)表示,最終的實(shí)驗結果仍在分析當中。
核聚變是模仿太陽(yáng)的原理,使兩個(gè)較輕的原子核結合成一個(gè)較重的原子核并釋放出巨大能量的過(guò)程。核聚變產(chǎn)生的能量非常大——是核裂變反應的四倍。理論上只要有幾克反應物,就有可能產(chǎn)生一太(萬(wàn)億)焦耳的能量,這大約是發(fā)達國家的一個(gè)人在60年內所需要的能量。
華爾街見(jiàn)聞此前提及,勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗室在去年12月的激光聚變實(shí)驗中首次實(shí)現了凈能量增益,被稱(chēng)為:人類(lèi)的“盜火”時(shí)刻。
在12月的實(shí)驗中,為了實(shí)現聚變點(diǎn)火,科學(xué)家使用了總計192束高能激光射向一個(gè)燃料倉,點(diǎn)燃其中高壓保存的燃料球。激光能量高達2.05兆焦,而核聚變產(chǎn)生了大約3.15兆焦的能量,能量增益達到153%。
這意味著(zhù)人類(lèi)在可控核聚變實(shí)驗中,首次超出了聚變閾值,實(shí)現了大于1的能量增益(也即從聚變中產(chǎn)生的能量,比用于驅動(dòng)它的激光能量更多)。
美國能源部將其稱(chēng)之為“經(jīng)過(guò)數十年努力取得的重大科學(xué)突破,將為國防與清潔能源的未來(lái)發(fā)展鋪平道路”。
核聚變多有用?
大約在一個(gè)世紀前,科學(xué)家開(kāi)始接觸并了解到核聚變?yōu)樘?yáng)提供能量,幾十年來(lái)他們便一直在地球上研究核聚變。
然而問(wèn)題是,人類(lèi)在很長(cháng)時(shí)間里一直無(wú)法控制聚變的反應。除了對核聚變的可控之外,實(shí)現能量盈虧平衡則是另一大難題。
而幾十年的研究,勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗室終于跨過(guò)了正能量增益這一里程碑:在不到10納秒(1秒=十億納秒)的時(shí)間里,整個(gè)燃料球完成了它的聚變反應,并實(shí)現了超過(guò)1的能量增益——這無(wú)疑振奮人心。
如果在接下來(lái)的幾十年里這項技術(shù)能夠進(jìn)一步拓展到商業(yè)化的水平,有朝一日將可能對遏制氣候變化與全球變暖起到至關(guān)重要的作用。
已退休的核聚變專(zhuān)家ale Meade表示,將這一發(fā)現轉化為日常生活的能源可能需要幾十年的時(shí)間,耗資數千億美元。
不確定的時(shí)間表,意味著(zhù)核聚變短期無(wú)法實(shí)現拜登政府的脫碳目標。美國氣候研究中心突破研究所(Breakthrough Institute)核能創(chuàng )新主任Adam Stein說(shuō):
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我們不能坐等核聚變技術(shù)進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域。這并不意味著(zhù)核聚變在未來(lái)不重要。但它仍然需要大量的政策幫助。
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