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可控核聚變是未來人類能源的主力
2024/11/12 14:57 來源：人民日報海外版 閱讀：1.4萬
在人類社會發(fā)展的漫長歷程中,，能源始終是推動文明進步的關(guān)鍵因素。從最初的薪柴燃燒到煤炭的大規(guī)模利用,，從石油的崛起再到核能的初步應(yīng)用,，每一次能源領(lǐng)域的重大變革都深刻地改變了人類的生活方式和社會結(jié)構(gòu)。然而,，隨著人類對能源需求的不斷增長以及對環(huán)境保護的日益重視,，傳統(tǒng)能源的局限性也日益凸顯。在這樣的背景下,，可控核聚變作為一種極具潛力的未來能源形式,，逐漸走入了人們的視野，并成了科學界和工程界的研究熱點,。
我們?yōu)槭裁葱枰煽睾司圩?？因為它是人類解決能源問題的“鑰匙”之一。由于可控核聚變可以非常穩(wěn)定地提供大規(guī)模的能源,，所以它將會是未來人類能源的主力,。
首先，可控核聚變的原料在地球上儲藏豐富。托卡馬克裝置是實現(xiàn)磁約束可控核聚變的方式之一,，通過磁場約束（簡稱“磁約束”）輔助加熱創(chuàng)造氘,、氚（氫的同位素）形成的等離子體，實現(xiàn)聚變的環(huán)境和超高溫,。核聚變使用氘,、氚作為燃料。氘在自然界中廣泛存在,，每1升海水中含30毫克氘,，而30毫克氘聚變產(chǎn)生的能量相當于300升汽油燃燒。
其次,，與現(xiàn)有能源相比,，核聚變的突出優(yōu)勢是對環(huán)境非常友好。與化石燃料相比,，核聚變不產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體,。這對于我們實現(xiàn)碳達峰碳中和，有非常大的幫助,。此外,，與現(xiàn)有核裂變相比，可控核聚變的生成物沒有污染,，安全清潔,。
第三，從安全性上,，核聚變也不會像核裂變那樣產(chǎn)生失控的連鎖反應(yīng),，熱核反應(yīng)堆如果在事故狀態(tài)釋能增加時，等離子體與真空室壁的相互作用強度會增大,，由此進入等離子體的雜質(zhì)隨之增加,。這樣就會導致等離子體大破裂以致停止聚變反應(yīng)，所以聚變堆熔毀的風險很低,。
最后,，可控核聚變發(fā)電站產(chǎn)生的電量非常巨大。核聚變產(chǎn)生的能量密度非常高,，核聚變能量釋放效率遠超傳統(tǒng)化學能源的燃燒,，可達百萬倍之差，如產(chǎn)生聚變的另一種原料氚由中子和鋰6反應(yīng)釋放能量就比鋰電池高百萬倍,。這意味著相對較小的燃料量可以產(chǎn)生巨大的能量,。1克氘氚燃料聚變所獲得的能量相當于燃燒8噸石油?；谶@種能量密度所產(chǎn)生的電能不但巨量而且便宜。
從人類發(fā)展來看，現(xiàn)在人類對電能的消耗增長速度非?？?。而人工智能等新技術(shù)的發(fā)展對電力的需求增長速度也遠遠超過預(yù)期。就目前新能源的發(fā)展情況來看,，可控核聚變能源是最有希望的,、最安全的、并且正在走向現(xiàn)實的清潔能源之一,。在不久的將來,，隨著“夸父”的建成和投入使用，以及后續(xù)的氘氚聚變實驗的突破,，中國的可控核聚變聚變堆將最終從實驗室走向應(yīng)用,。
未來，核聚變能將在人類的能源系統(tǒng)中占據(jù)非常大的比重,，來自核聚變的清潔,、持久且便宜的電能會走進千家萬戶。我相信,，在中國和全世界科學家的通力合作,、共同努力下，這一天已經(jīng)離我們不遠了,。
?。ㄗ髡咝靽ⅲ瑸橹袊茖W院合肥物質(zhì)研究院等離子體物理研究所副所長,，記者楊俊峰采訪整理）