美国麻省理工学院 (MIT) 的科学家设计了一座 6.6 米宽的聚变反应堆,他们称该反应堆可为约 10 万人提供电力。 更好的是,根据他们的计算,它可以在 10 年内建成并运行。
几十年来,科学家们一直在努力寻找一种方法来利用- 为恒星提供动力的反应 - 因为它能够仅用海水产生几乎无限的能源供应,并且不排放温室气体。尽管有许多有希望的设计,但找到一种方法来控制地球上的反应并将其商业化仍然是一个难题。事实证明比想象的更具挑战性。 事实上,科学家之间流传已久的一个笑话是,核聚变发电厂距离实际应用只有 30 年的时间,而且永远如此。
麻省理工学院的新设计不仅有望比现有的反应堆更便宜、更小,而且还为商业核聚变反应堆在我们有生之年成为现实带来了希望,该团队解释说,类似的设备在尺寸和复杂性上只需要五年时间就能实现。年建造。
David Kingham 表示:“聚变能源肯定是 22 世纪地球上最重要的电力来源,但我们需要更早地利用它来避免灾难性的全球变暖。”一位未参与这项研究的英国核聚变专家,告诉麻省理工学院新闻办公室的 David L. Chandler。 ”这篇论文展示了一种取得更快进展的好方法。”
简单来说,核聚变依靠氢原子在超高温下融合在一起,释放出巨大的能量。 这与核电不同用于核电站,科学家们在核电站中分裂原子来发电,这个过程不太稳定,还会产生大量核废料。
那么,为什么我们还没有利用核聚变来产生数量惊人的清洁能源呢? 嗯,那是因为该反应需要将氢原子加热到数亿摄氏度。 将超热等离子体保持在一个地方足够长的时间以使原子融合比听起来要困难得多。
当前的聚变反应堆使用所谓的托科马克设计来容纳等离子体,等离子体依靠环形装置来产生强磁场。 麻省理工学院的新型反应堆,他们称之为 ARC 反应堆,本质上以完全相同的方式工作,但它使用新的商用超导体来创建具有更强磁场的线圈。
这意味着它们可以在比以前想象的更小的空间中容纳更多的等离子体,并增加反应堆的与目前的托科马克反应堆相比,大约提高了十分之一。 “更高的磁场可以让你获得更高的性能,”说博士生布兰登·索博姆 (Brandon Sorbom) 参与了该项目。
事实上,麻省理工学院团队计算出,该反应堆产生的电力与目前正在法国建造的世界上最强大的聚变反应堆 ITER 大致相同。 ITER 的规模约为其设计的两倍,成本约为 400 亿美元——目前还没有关于 ARC 反应堆价格的消息,但麻省理工学院新闻办公室声称这是一个“成本的一小部分”。
更令人印象深刻的是,理论上 ARC 反应堆产生的电力将是其运行所需电力的三倍——这听起来不多,但将使其成为第一个提议的能够产生足够能量来打破核聚变的聚变反应堆。甚至。
当然,还有麻省理工学院的设计,日记中描述的融合工程与设计,目前仍处于概念阶段。 A所有这些计算都是使用计算机模型完成的,但尚未付诸实践。 但他们确实依赖现有技术和经过验证的概念。 “我们不会推断出某种全新的政权,”说首席研究员丹尼斯·怀特。
根据金汉姆,这项研究具有“卓越的质量”,并且“表明,麻省理工学院的一项专业——更高的磁场,可以导致更小的(因此更便宜和更快地构建)设备”。
“下一步......将是完善设计并制定更多的工程细节,”他告诉麻省理工学院新闻。“但这项工作应该已经引起了政策制定者、慈善家和私人投资者的注意。”