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科学家在实验室中创造出“迷你星”,为无限能量带来希望

它在一瞬间结束,但科学家们创造了相当于一颗恒星,比太阳热十倍,带来了无限、无污染能源的希望。

英国科学家在实验室内创造了一颗比太阳热十倍的“迷你恒星”,这给人们带来了无限可能的低碳能源供应的希望。

但是,通过核聚变过程产生可靠且无污染的电力的解决方案可能还需要几十年的时间。

实验本身就是一个“眨眼就错过了”的现象,只持续了几秒钟。

周三,位于英格兰中部牛津附近的欧洲联合圆环 (JET) 设施的一个团队宣布,他们已经打破了自己的能源生产世界纪录。

英国原子能局 (UKAEA) 表示,该实验在 12 月的 5 秒内产生了 59 兆焦耳的能量,是 1997 年记录的两倍多。

JET 的运营主管乔·米尔恩 (Joe Milne) 说,这大约是 35,000 个家庭在同一时间(5 秒)内供电所需的电量。

换句话说,就是煮沸 60 个水壶所需的能量。

虽然这仍然是少量的电力,但科学家们表示,这表明反应堆设计是可行的并且可以扩大规模。

创造了“迷你明星”

“JET 实验让我们离聚变能更近了一步,”迈尔斯博士告诉BBC。

“我们已经证明,我们可以在我们的机器内部创建一个迷你星并保持五秒钟并获得高性能,这确实将我们带入了一个新的领域。”

UKAEA 表示,结果“是世界范围内最清楚地证明了聚变能源在提供安全和可持续的低碳能源方面的潜力”。

用于实验的甜甜圈形机器称为托卡马克,JET 站点是世界上最大的运行站点。

核聚变的 JET 过程仅涉及氘和氚各 0.1 毫克。两者都是氢的同位素,氘也称为重氢,并且被加热到比太阳中心高十倍的温度以产生等离子体。

地球上没有任何物质可以承受这样的温度。为了克服这个问题,等离子体在旋转时使用磁铁固定在适当的位置,融合并释放出巨大的热能。

Fusion 本质上是安全的,因为它不能启动失控的进程。氘可以在海水中自由获取,而氚可以作为核裂变的副产品来收集。

以克为单位,它释放的能量是燃烧煤、石油或天然气的近 400 万倍,唯一的废物是氦气。

近日公布的结果证明了在 5 秒内产生聚变的能力,超过 5 秒甚至会导致 JET 磁铁过热。

“可行融合的中途”

目前正在法国南部建造一个更大、更先进的 JET 版本,称为 ITER,当该网站上线时,牛津数据将被证明是至关重要的,可能最早在 2025 年上线。

ITER 将配备超导电磁体,这将使该过程持续更长时间,希望超过 300 秒。

每年约有 350 名来自欧盟国家以及英国、瑞士和乌克兰的科学家以及来自世界各地的更多科学家参与 JET 实验。

米尔内斯博士说,JET 很快将把聚变接力棒交给 ITER,ITER 已经完成了大约 80%。

“如果这成功了,正如我们现在认为的那样,我们将在 JET 上取得成果,我们可以并行开发发电厂设计……我们可能已经完成了一半”,可行的融合,他说。

但聚变不会在一夜之间解决世界能源问题。如果 ITER 一切顺利,原型聚变发电厂要到 2050 年才能准备好。

这样的工厂不会产生温室气体,只会产生非常有限且寿命短的放射性废物。

但由于包括澳大利亚在内的许多国家都承诺到2050 年实现净零排放,他们将不得不在没有聚变技术帮助的情况下实现这一目标。

聚变能的国际合作历来密切,因为与原子能发电厂中使用的核裂变不同,该技术不能武器化。

这个位于法国的大型项目还涉及中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国。

ITER 科学和运营负责人蒂姆·卢斯表示,该项目出现于 1980 年代美国总统罗纳德·里根和苏联领导人米哈伊尔·戈尔巴乔夫之间关于核裁军的会谈。

“他们确实同意的一件事是使用聚变作为合作,”他告诉法新社。

“不知何故,融合具有将不同的政府实体聚集在一起并实际上选择在这方面合作的科学派头。” 尽管自 1950 年代苏联首次发明托卡马克以来已经建造了数十个托卡马克,但没有一个能够产生比投入更多的能量。


最新结果使用的能量大约是产生的能量的三倍。纽卡斯尔大学能源转换名誉教授伊恩·费尔斯(Ian Fells)表示,周三的结果是“聚变研究的里程碑”。

“现在由工程师将其转化为无碳电力并缓解气候变化问题,”未参与该项目的费尔斯教授补充道。

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