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世界最大核聚变炉开始组装

2020-8-9 环球解密

7月28日,由35个国家合作建造的世界上最大的核聚变炉在法国南部小镇开始组装,预计2025年12月启动测试,将在地球上产生太阳般的能量。

托卡马克(Tokamak)核聚变炉内部示意图。

这个反应炉将由约100万个元件组装而成。在过去几个月里,这些元件从位于世界各地的工厂陆续运达法国南部的小镇迪朗斯圣保罗(Saint-Paul-lès-Durance),有2,300人参加组装工作,是世界上最复杂的一项机械工程。

整个设施将重达2.3万吨,使用的多个大型超导磁体就有约三千吨,每个可达360吨,有的有一栋四层楼建筑那么大。这些超导磁体通过200公里长的超导电缆连接在一起。所有部件将冷却到零下269摄氏度的低温。

项目组说,组装这个巨型反应炉就像拼凑一个“世界上最大的拼图”。“一步步搭建这个设备,就像在精准的时间线上、以瑞士表的精度组装一个立体拼图。”项目经理毕格特(Bernard Bigot)说。

这个名为ITER的项目,目标展示托卡马克(Tokamak)核聚变炉可以持续地、安全地、以商业规模产生能源。

核聚变反应是由几个较轻的原子核融合,形成重原子核的过程,这个过程将释放大量的能量。太阳和所有恒星都靠这样的反应产生能量。

科学家发现核聚变能源比传统的核裂变能源安全得多,没有堆芯熔毁的风险,也不用处理残余的核废料。但是,从过去六十多年的研究来看,技术难关在于如何控制核聚变炉内高温等离子体,要用到非常强大的磁场。

核聚变炉应用这样的理论,将其转变为电能。如果进展顺利,这将为以商业规模使用全新的、无尽的洁净能源奠定基础。

“一个菠萝大小的燃料,相当于1万吨煤炭。”项目组说。这个设施预计到2035年达到功率峰值,但是作为试验,它并不设计用于生产电力。

项目组预计其输出的能量可以达到输入能量的十倍,或者说,只需50兆瓦的能量,就能产出500兆瓦的能量——这差不多相当于美国核电站的输出功率之和。如果能够持续运作,相当于200兆瓦的电能,可为约二十万住户提供电力。

项目组称,ITER的温度将达到太阳内部温度的十倍。

ITER是目前世界上规模最大的核聚变项目,不过不是唯一的一个。在国内外还有好几家新创业起步的公司在进行这方面研究,都想设计出商业规模的核聚变产能设备。

这个项目比计划延期了五年,预算超支三倍达到200亿欧元。

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