美国计划15年内建成全球首个核聚变电站

2018-03-20 10:49  浏览:  

麻省理工学院在托卡马克装置的基础上进行了延伸,计划建设一个紧凑型聚变实验装置SPARC,其中关键是建立一种强大的超导电磁铁。

利用核裂变原理,人类已建造了几百个核电站。现在,开始向核聚变利用进军。

据英国《卫报》等多家外媒报道,美国麻省理工学院(MIT)正在开展一项核聚变研究项目,计划在未来15年内,建成全球首个核聚变发电站,并让其连接上电网。该座核聚变电站设计功率为200兆瓦。

该项目由麻省理工学院和一家私人企业CFS(CommonwealthFusionSystems)合作开发,目的是将核聚变从昂贵的科学实验阶段,转化为具有经济性的商业项目。

麻省理工学院表示,项目吸引了意大利能源公司埃尼(ENI)前来投资。ENI已向CFS公司投资了5000万美元,其中3000万美元将用于麻省理工学院未来三年对该项目的研究。

人类开发核能的途径主要有两条——重元素的裂变和轻元素的聚变。核聚变产生巨大的能量高于核裂变,一直以来被科学界视为人类的终极能源。一公斤核聚变燃料所产生的电能等同于1.1万吨煤炭,且核聚变所需的燃料氘、氚,在自然界中储存量十分巨大,海水中就能提取。

但是,核聚变具有很强的不可控制性。

人类对聚变反应的控制,目前主要是依靠一种环形容器,通过约束电磁波驱动,创造氘、氚实现聚变的环境和超高温,实现受控核聚变。这种装置被称为托卡马克(Tokamak),名字来源于其关键词——环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnet)、线圈(kotushka)。

二十世纪末,科学家们又将新兴的超导技术用于托卡马克装置,产生了超导托卡马克装置。其仿造原理为太阳内部的热核聚变反应,因此业内将这种装置称为“人造太阳”。

麻省理工学院在托卡马克装置的基础上进行了延伸,计划建设一个紧凑型聚变实验装置SPARC。SPARC的关键是建立一种强大的超导电磁铁。麻省理工学院与CFS团队计划用三年时间完成对超导电磁铁的研究。

据麻省理工学院介绍,制造该超导磁铁的超导材料,是一种涂覆有钇-钡-氧化铜(YBCO)复合材料的钢带。该材料的使用,能够使超导磁铁具有磁场强度高、成本低等优势。

目前,中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国正在进行一项名为“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”的项目,相当于建造一个大规模的“人造太阳”。

根据ITER项目规划,2007-2025年为建造阶段,2025年底实现第一次点火,2035年进入运行阶段,最终在2050年前后实现核聚变能商业应用。

这一工程涉及包括欧盟、中国、美国、日本、俄罗斯等国在内的七方。中国于2003年加入ITER计划,并将承担ITER装置中137个采购包制造任务的12个,接近总任务量的10%。

同时,中国也在制造自己的“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置EAST。去年7月,EAST在全球首次实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,创造了新的世界纪录。

核工业西南物理研究院副院长段旭如此前表示,经过近十年,中国对核聚变的技术研究,已经从过去的“跟跑”,到目前部分技术实现了“领跑”。

3月18日,据《科技日报》报道,从中科院合肥物质科学研究院获悉,该院核能安全所以中国抗中子辐照钢(即CLAM钢)为原料,利用3D打印技术实现聚变堆关键部件——包层第一壁样件的试制,并对其组织和性能进行了研究分析。

这是中国首次实现聚变堆关键部件样件3D打印。该研究表明,3D打印技术在聚变堆等先进核能系统复杂构件制造方面具有良好的应用前景。

免责声明:本网转载自合作媒体、机构或其他网站的信息,登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考,不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之,本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。
相关推荐
细数来自东北的“大国重器”!

细数来自东北的“大国重器”!

春寒料峭,中国一重集团生产车间却一片火热。“加力,再加力!”一个烧得红彤彤的钢坯正在万吨级水压机上锻压,压力从4000吨升至8000吨、12000吨……工人刘伯鸣一边指挥,一边向记者大声说:“今年任务很满,必须快马加鞭。”
中东局势升温:以色列警告伊朗 美伊重启核协议谈判陷僵局

中东局势升温:以色列警告伊朗 美伊重启核协议谈判陷僵局

伊朗外交部发言人哈蒂布扎德3月1日说,以色列指责伊朗攻击以色列货轮是无中生有。他还说,除非美国尊重已经达成的核协议,否则不可能同美国展开双边谈判。
国际能源署:受新冠疫情影响,全球与能源相关的二氧化碳排放量下降5.8%

国际能源署:受新冠疫情影响,全球与能源相关的二氧化碳排放量下降5.8%

国际能源署2日发布《全球能源回顾:2020年二氧化碳排放》报告说,过去一年,受新冠疫情影响,全球与能源相关的二氧化碳排放量下降5.8%,这也是第二次世界大战以来的最大年度降幅。
自然资源部举行找矿突破战略行动十年成果发布会

自然资源部举行找矿突破战略行动十年成果发布会

十年来,根据党中央、国务院决策部署,我们不断完善自然资源政策、强化创新驱动,组织有关方面推动找矿突破取得了丰硕成果,有力保障了国家能源资源安全。为了帮助大家更好地了解这方面情况,今天,我们有幸邀请了自然资源部地勘司司长于海峰、科技部社发司二级巡视员徐俊、中国地质调查局总工室副主任覃家海,请他们三位领导向大家介绍有关情况并回答大家的提问。
东京电力公司宣布:日本福岛核电站3号机组乏燃料棒全部移出

东京电力公司宣布:日本福岛核电站3号机组乏燃料棒全部移出

东京电力公司2月28日宣布,福岛第一核电站3号机组乏燃料池中的乏燃料棒已全部移出。这也是2011年福岛核事故中堆芯熔毁的三个机组中第一个移出所有乏燃料棒的机组。同样堆芯熔毁的1号和2号机组乏燃料池中仍然保存着上千根乏燃料棒。

推荐阅读

热文

关于我们 | 广告服务 | 联系我们 | 免责声明
京ICP备16023390号-2 Copyright © 能源界 服务台:010-63990880