把太阳放进盒子里。该表达经常与核聚变相关,并且没有被过度使用。通过观察恒星中的自然现象,科学家们产生了复制它们以创造新能源的想法。比我们旧的核电站更清洁、更安全、更强大。一场革命或许正在酝酿之中,而这场革命正是在罗纳河口 (Bouches du Rhone) 中心的 CEA 卡达拉什 (CEA Cadarache) 基地开始。
这是实验反应堆西方。这是一个由混乱的管道组成的大型装置,对于新手来说是难以理解的(见下图)。很难区分中心有一种甜甜圈形状的盒子(见上图)。它是托卡马克装置,是俄语中磁性密封室的缩写。所有这些都在小得多的规模上预示着国际热核聚变实验堆(ITER)的未来,这个著名的国际计划必须在 2030 年之前证明核聚变具有大规模发电的能力。
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气体被加热到1.5亿度
West 必须成为科学家的试验场,以便将用于 ITER 的技术构建模块落实到位。“我们首先在盒子中形成真空,然后注入气体并感应电场使其破裂””,CEA West 项目经理 Jérôme Bucalossi 解释道。简而言之,这种气体是氘和氚的混合物,然后被加热到 150 到 2 亿度之间。因此,我们得到了等离子体:一种原子核和电子自由循环而不受束缚的汤。它们可以碰撞并形成较重的氦核以释放中子。
除了与托卡马克下部接触时形成的光迹外,人眼看不见熔融等离子体,因为它的温度较低。我们可以在这段 2007 年的视频中看到它,该视频是用 West 的旧版本(当时称为 Tore Supra)拍摄的:
保持等离子体处于融合状态,一个真正的挑战
问题是设法保持等离子体处于融合状态。“等离子体就像火焰一样,很容易被吹灭。维护起来非常困难”” ,阿兰·贝库莱特 (Alain Becoulet) 评论道,红外FMCEA(磁约束聚变研究所)的成员。只要我们不能以足够的功率和足够的时间维持聚变能,我们就无法发电。然而,到目前为止,CEA 科学家尚未成功地将等离子体维持超过 400 秒。
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为了防止等离子体在与托卡马克壁接触时消失,超导线圈不断产生磁场以产生限制。由于热材料和甚高频无线电波的注入,等离子体也被持续加热。
钨,西方的伟大创新
但韦斯特的伟大创新是使用了一种可以改变一切的成分:钨。“这种材料的优点是不储存氢,与碳不同,例如””,阿兰·贝古莱特强调道。因此它被用来覆盖我逗乐了他们,一个位于真空室地板上的重要模块。“它的作用是排出等离子体与壁相互作用产生的杂质,以及使等离子体保持在理想的温度条件下””,杰罗姆·布卡洛西解释道。
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12月14日,西托卡马克装置产生了第一颗等离子体。一项为期三个月的活动即将开始,每天进行 25 至 30 次等离子放电。但距离我们有一天希望利用核聚变发电还有很长的路要走。如果一切顺利,ITER 将催生另一个反应堆 Demo,这次计划在 2040 年左右证明该技术的工业可行性。第一座发电厂预计将于 2050 年建成,既不会产生二氧化碳,也不会产生有毒废物,其燃料将是丰富且容易获得。