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可控核聚變的未來談?wù)?,核聚變?nèi)孕枰朔男┨魬?zhàn)?

2023-02-13
來源:laocuo1142
關(guān)鍵詞: 激光脈沖 等離子體 核聚變

這就是嘗試所有這些不同事物的令人興奮的地方,。因?yàn)槿绻渲幸恍┯行В瑥拈L(zhǎng)遠(yuǎn)來看,這可能是一條更好的聚變能途徑,。我們需要學(xué)習(xí)什么?每個(gè)人都面臨著一系列共同的挑戰(zhàn),并試圖弄清楚如何克服?我的意思是,,你說的是最重要的三個(gè)因素,,但是要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的聚變反應(yīng)或維持聚變反應(yīng),喂養(yǎng)它,,是否有具體的挑戰(zhàn)?在這一點(diǎn)上,,該行業(yè)仍需要克服哪些挑戰(zhàn)?

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我認(rèn)為存在一系列挑戰(zhàn),而且不僅僅是實(shí)際的聚變反應(yīng),,如果你愿意的話,,機(jī)器的中心部分。發(fā)生聚變反應(yīng)所面臨的挑戰(zhàn),。因?yàn)榫圩冊(cè)诤阈侵凶匀话l(fā)生,。本質(zhì)上,您需要在您的機(jī)器中制造恒星條件,,以使融合發(fā)生,。所以這意味著數(shù)億度的溫度或高密度。所以這些粒子足夠靠近,,因?yàn)楸举|(zhì)上,,你讓小粒子相互碰撞并足夠靠近以融合,這就是你正在做的事情,。

所以你需要讓你的燃料足夠熱和密度足夠長(zhǎng),,以便發(fā)生聚變反應(yīng)。當(dāng)它們開始發(fā)生時(shí),它們實(shí)際上也會(huì)加熱燃料,。這個(gè)想法是它可以自我維持,。除非你在做慣性聚變,在這種情況下,,你會(huì)用激光脈沖它,,就像一個(gè)小型內(nèi)燃機(jī),如果你愿意的話,,每秒都會(huì)啟動(dòng)或其他什么,。

如果你愿意,這就是你需要在中心部分做的事情,,以使聚變反應(yīng)發(fā)生,。所以就存在挑戰(zhàn),好吧,,等離子體是尷尬和混亂的,,如果你曾經(jīng)見過的話。所以我也做了很多關(guān)于北極光的工作,,很漂亮,。但這是另一種等離子體,。如果你看過任何圖像,,尤其是北極光的視頻,你就會(huì)知道它們非?;靵y,,它們會(huì)移動(dòng)、扭曲,,而且它們是動(dòng)態(tài)的,。這一切都非常可愛和美麗,。但是,,如果您想將其控制在融合機(jī)器中,那么它也很難使用,。我應(yīng)該說,,通過控制它,它并不危險(xiǎn),。如果您失去對(duì)它的控制,,它會(huì)撞到墻上,它會(huì)冷卻下來,,您的機(jī)器中有大量氣體,。

所以在安全性方面問題不大。但就獲得融合所需的條件而言,這是一個(gè)大問題,。你想保持你的燃料隔離,。所以讓它遠(yuǎn)離墻壁,這樣你就可以讓它足夠熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間,。因此,,這需要良好的控制系統(tǒng),以便您可以控制這種極其動(dòng)態(tài)的等離子體,。

所以這是一回事,。在我們研究等離子體的過程中,我們?cè)谶@方面做得更好了,。但這只是中心部分,。如果你想考慮建造一個(gè)發(fā)電站,有大量的系統(tǒng)可以解決這個(gè)問題,。就像,,你如何提取熱量?聚變反應(yīng)產(chǎn)生氦和中子。中子帶走了反應(yīng)的大部分能量,。如果您愿意,,我們將通過這種方式釋放能量。

所以這些中子,,我們希望它們飛出去,。我們將在機(jī)器外部的所謂毯子中捕獲它們,該毯子由鋰制成,,中子會(huì)與鋰發(fā)生反應(yīng),。他們會(huì)制造氚,氚是一種燃料,,你可以提取并放回去,。但它也會(huì)升溫。所以你會(huì)在這個(gè)毯子區(qū)域安裝熱交換器來提取能量,,然后你將使用這些熱量來制造蒸汽,、驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)和發(fā)電?;蛘吣梢詫崃坑糜诠I(yè)過程或其他用途,。

但無(wú)論如何,所以有各種各樣的系統(tǒng),,比如在主中心位的外面,。這就是許多挑戰(zhàn)所在,因?yàn)榈侥壳盀橹?,每個(gè)人都在研究中央聚變反應(yīng),,而不是機(jī)器的外部部件,。因此,展望未來,,我們需要思考,,從實(shí)驗(yàn)到發(fā)電廠的步驟是什么?比如需要開發(fā)什么技術(shù)?人們現(xiàn)在正在考慮這個(gè)問題。這真的很有趣,。

還有一些大的,,比如……嗯,我提到了氚繁殖,。所以氚是燃料之一,。氚不是自然存在的。你需要成功,。所以我們需要在機(jī)器中制造它,。我們需要制造足夠的數(shù)量。我們需要善于提取和處理它,。它有輕微的放射性;它的半衰期約為12年半,,這意味著你需要妥善處理它。所以有所有這些類型的東西需要開發(fā),。實(shí)際上,,英國(guó)原子能局正在建造一個(gè)名為 H3AT 的設(shè)施,它被寫成 H3,,就像氚一樣,,H3AT。

還有先進(jìn)技術(shù)或其他我認(rèn)為是 AT 的東西,。這將把這些氚處理和系統(tǒng)中的一些視為未來的難題之一,。另一個(gè)大的就是材料,因?yàn)槿诤檄h(huán)境真的很惡劣,。如果你想建造一個(gè)可以持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)電站,這顯然會(huì)降低你的成本,,因?yàn)槟悴槐匾恢备鼡Q鉆頭,。但是你需要有能夠承受高溫、高磁場(chǎng),、高能中子的材料,。所有這些事情都非常困難。因此,,我們需要進(jìn)行材料測(cè)試和材料開發(fā),。

這些只是幾件事。路上還有很多挑戰(zhàn)?,F(xiàn)在人們和實(shí)驗(yàn)室正在真正考慮這些挑戰(zhàn)以及我們?nèi)绾螌⑺鼈內(nèi)空系浇ㄔ彀l(fā)電廠中,。為了回答您之前的問題,,它們通常與融合非常相似。所以它們不像特定于一個(gè)特定的概念,,盡管其中一些可能更少,。所以,你知道,,沒有磁鐵的概念不會(huì)有像屏蔽磁鐵免受中子或任何東西的問題,,但他們會(huì)有其他問題,因?yàn)槿绻阍敢?,他們?huì)有不同的挑戰(zhàn),。

但總的來說,大多數(shù)挑戰(zhàn)對(duì)于所有不同的方法都是共同的,。這就是為什么人們現(xiàn)在正在考慮這些事情真的很重要,。建造設(shè)施,比如我提到的 H3AT 設(shè)施,,或者私人公司站出來說,,是的,我們一直在開發(fā)可以做這件事的技術(shù),。你知道,,找出核聚變商業(yè)化道路上的這些差距,并確保我們盡快填補(bǔ)它們,,這樣它們就不會(huì)成為阻礙者,,或者至少在實(shí)際建造試點(diǎn)工廠時(shí)會(huì)延遲。

我們問人們什么時(shí)候我們認(rèn)為他們會(huì)第一次看到世界各地的電網(wǎng)產(chǎn)生聚變發(fā)電或聚變,。而大多數(shù)私人聚變公司表示在2030年代,。實(shí)際上,這是一個(gè)非常雄心勃勃的時(shí)間表,。如果你問公共實(shí)驗(yàn)室的人,,他們可能會(huì)說比那晚很多。我認(rèn)為有趣的是,,它只是顯示了私營(yíng)核聚變部門存在的動(dòng)力和承諾,。

我認(rèn)為私營(yíng)公司意識(shí)到,如果他們想對(duì)氣候目標(biāo)產(chǎn)生任何影響,,那么我們需要在這十年展示科學(xué),。這意味著從反應(yīng)中獲得比我們投入更多的能量,證明聚變是可能的,,然后在 2030 年代展示第一批電力,。然后你可以從那里推出,因?yàn)橥瞥鲆豁?xiàng)技術(shù)需要時(shí)間,。所以你需要這樣做,。所以這就是野心,。

當(dāng)然,很難預(yù)測(cè)事情實(shí)際需要多長(zhǎng)時(shí)間,,因?yàn)榭茖W(xué)是一種探索,。我們不知道我們會(huì)找到什么。而且它不僅僅取決于科學(xué),。正如我之前所說,,當(dāng)我們談?wù)撊谫Y或滴灌融合計(jì)劃時(shí),它還取決于流入的資金,、政府的激勵(lì)措施,,或者不僅僅是激勵(lì)措施,還取決于監(jiān)管框架等,。那些到位了嗎?還是他們會(huì)造成延誤?

這取決于人,。我們需要聰明的年輕人進(jìn)入該領(lǐng)域并推動(dòng)這一進(jìn)程。所以你知道,,它還有很多其他的東西,。但我確實(shí)認(rèn)為,私營(yíng)公司確實(shí)有野心希望盡快發(fā)生融合,。如果他們能夠獲得我們最近看到的資金水平,,那么這將真正有助于實(shí)現(xiàn)真正推動(dòng)事情發(fā)展的雄心壯志。希望我們能做到,。




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