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聚变动力比我们想象的要近吗?

时间:2022-04-07 08:16:18 来源:

利用核聚变产生能量的希望令人着迷,因为它不会释放有毒物质和核废料,而且实际上将提供无限量的燃料。但不利的一面是,与天然气和煤炭等化石燃料相比,它的成本极高。

现在,华盛顿大学(UW)的工程师已经开发出一种聚变反应堆的设计,该设计甚至比燃煤电厂便宜,但具有类似的发电能力。当前的设计是为了使反应堆过小而无法产生大量电能,但研究小组相信它可以扩大到大型发电厂的规模。

“目前,这种设计具有产生任何当前概念的经济融合动力的最大潜力,”航空与航天学教授,物理学副教授托马斯·贾尔伯(Thomas Jarboe)告诉《华盛顿大学新闻》。

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工程师们已经在“融合工程与设计”杂志上发表了该设计以及一项成本分析研究,并计划于10月10日在俄罗斯圣彼得堡举行的国际原子能机构第25届聚变能源会议上介绍他们的发现。 17。

动力反应堆称为反应堆,始于2012年,当时只是Jarboe授课的一个学生项目。后来Jarboe和博士生Derek Sutherland致力于完善这一概念。

他们的计划是在一个封闭的空间中创建一个磁场,以容纳等离子体(富含带电原子的氢气),时间长到足以将等离子体加热到维持热核条件所需的极限温度。然后,这种强烈的热量将传递到冷却液中,使涡轮旋转以发电。

UW发电机的设计被称为“ spheromak”,通过将电流注入等离子体本身,减少产生和维持热核聚变所需的材料量,从而完全减小反应堆的尺寸,还产生了大部分磁场。

Jarboes小组说,他们的反应堆是对聚变反应堆以前设计的改进,其中包括现在在法国Cadarache建造的一个名为Iter的反应堆。Iter必须大于UW反应堆,因为它需要超导导管,这些导管绕在反应堆外部以产生磁场。

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而且由于UW反应堆的大小以及需要更少的原料来产生聚变,其成本将是法国反应堆的十分之一,而产生的能量却是法国的五倍。

关于成本分析,UW团队根据其设计比较了建造燃煤电厂和聚变电厂所需的资金量,每个电厂都具有相同的电力输出。燃煤电厂将耗资28亿美元,而聚变电厂的耗资则少一点,为27亿美元。

Sutherland说:“如果我们确实在这种聚变上进行投资,我们将获得回报,因为商业反应堆装置已经看起来很经济。”“这是非常令人兴奋。”


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