罗德隆谈核聚变:可满足人类千亿年能源需求


 发布时间:2020-11-22 10:53:46

经过为期数年的控烟条例修订的立法调研,今年,国家级控烟条例已经“晋升”为三类立法计划。昨天,中国健康教育中心和人民大学公共传播研究所举办了“控烟报道与知识传播共识”媒体倡导研讨会,卫生计生委相关负责人表示,今后戒烟咨询服务和药物治疗有望纳入基本医疗保障。卫生计生委相关负责人表示,目前,世界上已经有50多个国家有无烟环境的立法,即室内所有公共场所和工作场所完全禁烟。近年来,城市地方立法不断出台,今年,国务院法制办把国家级公共场所控烟条例的制定列入三类立法计划,这也将是我国卫生部门推动控烟工作的重点。(记者 徐晶晶)。

(沈哲)深圳节能环保企业迎来政策利好,今年首批节能环保产业发展专项资金扶持计划近日正式启动在线申报,凡是高效节能产业、先进环保产业、资源循环利用产业、节能环保服务业等领域的企业都可以提出申请。据悉,此次产业扶持计划由深圳市发展改革委、科技创新委、人居环境委共同组织实施。在重点支持的四大环保产业领域,高效节能产业主要重点发展电机及拖动装置、节能监测、余热余压利用、锅炉窑炉等节能技术和装备,新型节能建筑材料、高效节能照明产品、高效节能电器以及节能汽车等节能产品;先进环保产业涉及重点发展大气污染防治、环境污染监测、水污染防治、固废处理处置、噪声污染控制、生态修复、清洁生产等领域环境治理技术和装备以及环保材料与药剂等;资源循环利用产业指重点发展工业固体废弃物资源综合利用、建筑固体废弃物资源综合利用、再生资源循环利用、汽车零部件及机电产品再制造、生物质废弃物循环利用以及海水淡化及综合利用等;节能环保服务业则指重点发展节能服务业、环保服务业、再制造服务业等。

在重点扶持专项中,市发展改革委、科技创新委、人居环境委负责不同的专项类别。其中,市发展改革委负责高技术产业化扶持计划,国家、省发展改革部门配套扶持计划;市科技创新委负责重点实验室、企业工程中心扶持计划,以及国家、省科技部门配套扶持计划;市人居环境委则具体负责国内外环保展会与论坛交流扶持计划,以及国家、省环保部门配套扶持计划。

在2017成都全球创新创业交易会(简称“2017创交会”)期间,中国国际核聚变能源计划(ITER计划)执行中心主任罗德隆接受了记者采访,对中国参与世界级核聚变项目原因及核聚变前景发表了看法。“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”是当今世界科技界为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划,也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,规模仅次于国际空间站。ITER计划于2006年正式开始实施,历时35年,其中建造阶段10年、运行和开发利用阶段20年、去活化阶段5年。中国于2003年开始,作为首批参与项目的七国之一,加入该计划。12日,罗德隆在接受媒体采访时介绍了中国加入该计划的意义。他表示2003年加入该计划时投入了100余亿元人民币,“当时科技部一年的项目投入也才200多亿元人民币。之所以用如此大的金额投入核聚变项目,一是想将我们的科研人员带到更高的平台,与此项科技的世界级科研人员共同进步,二是我们在核裂变技术上落后于其他国家多年,不想在核聚变技术上再次落后。

这项技术对于我们优化能源结构来说非常重要。”罗德隆表示。据罗德隆介绍,由于核裂变以金属铀作为燃料,目前其储存只能供世界使用100年。同时核裂变反应物质分解速度很慢,半衰期达到上万年甚至百万年,因而出现了切尔诺贝利及福岛等核辐射事件。而核聚变物质的主要来源是海水中氢的同位素,“一公升海水提取出的这种物质通过聚变反应产生的能量相当于燃烧300公斤汽油”。罗德隆表示,同时,聚变物质的半衰期只有几十年,对人类来说危害小很多。此外聚变过程中材料可自己冷却,生产的安全性也得到了保障。“如果核聚变成功的话,未来五十年将能够广泛使用。据我们测算,运用这项技术科维持人类能源消耗一千至两千亿年的时间,可以说是取之不尽、用之不竭的。”(完)。

① ② ③ ④ 美国的三阿尔法能源(Tri Alpha Energy)公司是世界上最神秘的核聚变能源公司之一。它位于加利福尼亚欧文东部,去那里须绕过位于郊区圣塔安那山脚的办公区到达郊外,才能来到它没有任何标记的公司总部。这家公司不对外开放的,任何没有签署保密协定的外人都不得入内。三阿尔法公司严格保护着它的商业机密,它甚至没有自己的网站。但漏出来的零星信息也很明显,目前这座大楼里正进行着一些美国最大的核聚变实验。它也是非传统的,这里的聚变实验装置不是环形的“托克马克”(Tokamak )反应堆。40多年来,托克马克装置一直是核聚变反应的主要研究工具。三阿尔法公司正在测试一种线性反应堆,据说它体积更小、更简单也更廉价——有望在10年多的时间里实现聚变发电商业化,这比用托克马克装置预期的要提前30到50年。

新型核聚变方案 托克马克反应堆是利用环形线圈磁场来约束等离子体,实现受控核聚变的环性容器。最初由原苏联科学家在上世纪50年代发明。托克马克的中央是一个环形的真空室,外面缠绕着线圈。在通电的时候托克马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度,以达到核聚变的目的。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。然而它却一再陷入延误和成本超支的泥潭。现在看起来,它的成本要超过500亿美元,是最初估计的10倍——而且在2027年之前,还无法开始它的首次加燃料实验,比原定计划落后了11年。三阿尔法公司的计划听起来相当吸引人,尤其在当前时期。ITER消耗了美国核聚变能源预算的最大份额,其备选方案逐渐得不到政府支持,人们对托克马克技术也越来越失去耐心——这些都刺激了三阿尔法团队及美国、加拿大其他物理学家,转而寻求不同的解决方案。在过去的十多年里,这些标新立异的科学家们创立研究公司不下一打,希望能找到聚变反应堆的替代设计方案。

他们中有些已经报告了鼓舞人心的成果,还有些已筹到可观的投资。三阿尔法公司也已增加了1.5亿美元,投资者包括微软联合创始人保罗·艾伦、俄罗斯政府风投公司Rusnano等。但成功也让他们对未来前景更加审慎。麻省理工学院(MIT)核物理学家杰弗里·弗雷伯格说,三阿尔法公司“要扩大反应堆规模的话,还要克服一些难题”。比如,公司必须证明它能达到10亿开氏度的高温,这是燃料点火所需的温度;还必须证明他们有实际可行的方法,把反应产生的能量转化为电力。马里兰州盖瑟斯堡聚变发电联合会(Fusion Power Associates)会长斯蒂芬·迪恩说,其他任何新型聚变能源公司也都要面对类似问题,“我认为还没到已经万事俱备,很快就能看到聚变反应演示的阶段。

” 这些新型聚变公司能否保持势头证明创始人的英明决策?或是也像以往那些科学家一样,不过是一些的疯狂梦想? 仿造太阳 从理论上说,建造一个聚变反应堆就是要仿造一个太阳。用合适的氢同位素或其他轻元素,加热把电子从原子核附近剥离,成为一种等离子体,然后挤压这些等离子体,让它们的原子核融合在一起,使一部分质量变成能量。但在实践中,试图模仿一颗恒星会导致可怕的工程问题:困在磁场中的极热等离子常常会扭曲,就像一条被激怒的蛇,不顾一切地要逃出来。长期以来,聚变研究人员更喜欢托克马克装置,认为它是控制等离子体“怪兽”的最佳手段。与以前的其他装置相比,这种反应堆实现的等离子体密度、温度和禁闭时间要高得多。

物理学家也对原来设计进一步精简,并改进了托克马克控制高能等离子体的方式。但从一开始,许多物理学家就想知道托克马克装置能否扩大规模,以商业化模式发电供电。这种装置极为复杂。它的环形容器缠绕着多套电磁线圈,以形成磁场来限制等离子体。还有更多线圈通过中心的洞以驱动通过等离子体的强大电流。还有它的燃料是氢同位素氘(D)和氚(T)的组合(D-T)。科学家们普遍认为,对原子能反应堆来说,D-T是唯一明智的选择,因为与其他组合燃料相比,它的燃点较低,只需大约1亿开氏度,而且能释放更多能量。但反应释放的能量80%都是超快中子的形式,这会对容器壁造成巨大破坏,产生高放射性。如果要发电,必须用中子的能量来加热传统蒸汽轮机中的水,这一过程的效率只有30%到40%。

成本高、复杂、进展缓慢,这些问题也是惯性约束聚变所要面对的。惯性约束聚变是替代托克马克磁约束聚变的最主要方法,也获得了许多政府资助。这种方法是用高能激光束点燃冷冻的燃料丸,实现向心聚爆。惯性约束聚变的方案也已开展了几十年,如位于加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的国家点火装置,目前同样在为实现聚变发电的承诺而努力。

核聚变 计划 德隆

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