当前运行的核电站是利用核聚变发电的吗


 发布时间:2020-09-25 14:29:36

欧盟理事会、欧洲议会和欧盟委员会1日一致同意,在今后两年为国际热核聚变实验堆(ITER)计划拨款13亿欧元,以保证该项目的建设顺利推进。欧盟委员会负责预算与财经规划的委员雅努什·莱万多夫斯基表示,欧盟虽然面临债务危机,但不能失信于参加该项目的国际伙伴。ITER计划,又称“人造太阳

核聚变的特点是零碳污染、环境可持续,但释放的能量巨大,菠萝大小的燃料能提供1万吨煤炭提供的能量;聚变燃料可从海水中提取,几乎用之不尽;即便聚变反应受到干扰,反应堆也可安全关闭,由于燃料用量很少,一次只要2到3克,也不用担心发生堆芯融化等事故。比戈介绍说,ITER至2025年阶段的最新总预算为200亿欧元(约合236亿美元),迄今已用掉近一半的资金。作为总干事,比戈表示自己的主要任务就是让7个参与方齐心协力,按时交付各自负责建造的组件。

经过8年的刻苦攻关,在2006年完成总装并实现EAST工程调试一次性成功。其大型超导磁体、超高真空等技术填补国内空白。国内外专家称,EAST是世界聚变能开发的杰出成就和重要里程碑。自2006年以来,EAST装置的物理实验屡创佳绩。2012年,EAST物理实验针对未来ITER400秒高参数运行的一些关键科学技术问题,开展全面的实验研究,实现了411秒、中心电子温度大于2000万摄氏度的高温等离子体放电,以一个数量级的提升再创国际最长时间记录。

国际热核聚变实验堆计划,简称“ITER计划”,是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。该计划倡议于1985年,工程设计于2001年完成,此后经5年谈判,包括中国在内的七个国家于2006年正式签署联合实施协定,正式启动历时将达35年的ITER计划,2013年6月,主装置“托卡马克”综合体建设工作在法国开始,ITER项目正进入全面建设阶段。ITER计划的实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用聚变能,从而可能影响人类从根本上解决能源问题的进程。

专家认为,如果在民用上能实现可控,将彻底改写人类的能源版图。不过,核聚变反应原理看上去虽然非常清晰,但要实现受控热核聚变反应却非常困难。罗德隆说,实现受控热核聚变反应至少要满足两个苛刻条件。第一,极高的温度。氘核与氚核间发生聚变反应时,温度须达到5000万摄氏度以上。这种在极高温度下才能发生的聚变核反应也称热核反应。在如此高温下,物质已全部电离,形成高温等离子体。第二,充分的约束。即将高温等离子体维持相对足够长的时间,以便充分地发生聚变反应,释放出足够多的能量。

核能是组成原子核的中子和质子重新分配和组合时释放的能量,包括重核的裂变和轻核的聚变两种类型。当今世界上已经建成和广泛使用的反应堆都是裂变反应堆,聚变反应堆目前尚处于研究设计阶段。与核裂变相比,核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题,而且其原料可直接取自海水中几乎取之不尽的氘,是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一。要实现持续的轻核聚变反应,要求相当苛刻。必须在超高温和高压的情况下发生,而且伴随着巨大的能量释放,温度可达上亿度,几乎没有任何材料可以承受。

1954年,第一个托克马克装置在原苏联库尔恰托夫原子能研究所建成。1985年,在美国和前苏联倡议及国际原子能机构(IAEA)主持下,开始进行国际热核实验堆(ITER)这一重大国际科技合作项目,即是一个基于托克马克方案的项目,主要目的是实现氘-氚燃料点火并持续燃烧,最终实现核聚变发电。预计2010年建成,未来发展计划包括一座原型聚变堆,一座示范核聚变堆,到2050年以后有望开发商用核聚变堆。ITER项目依托的托克马克装置由法国卡德拉克(Cadarache)公司制造,人们期望它成为第一个能从等离子燃料的可持续燃烧中产生增益能量的聚变反应堆。

此后不久,中科院等离子体物理研究所成立,并于1995年建成HT—7托卡马克装置。这是继法国之后第二个能产生分钟量级高温等离子体放电的托卡马克装置。据悉,中国已先后建成并升级改造了中国环流器二号A和“东方超环”(EAST),用于研究等离子体的稳态和先进运行,探索实现聚变能源的工程、物理问题。前者是我国首个带偏滤器的大型托卡马克聚变研究装置,后者是世界首台全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置。EAST的建成使我国成为世界上少数几个拥有该类型超导托卡马克装置的国家。

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