核聚变发电进入私人时代?英国私人核聚变反应堆计划公布,2025年测试运行

2021-06-17 16:00:12 前瞻网

当地时间6月16日,加拿大公司General fusion宣布,将于明年开始在英国建立一个试验性核聚变发电厂。公司首席执行长christopher Mowry说,这家电厂由英国政府提供资金支持、相当于商业发电站70%预算,将在2025年启动,证明该公司核聚变方法的可行性。

Mowry表示:“这是核聚变领域第一次实质性的公私合作。”试验电厂将花费几亿美元,将建在英国原子能机构园区外,同时也是Culham Centre for Fusion Energy所在地,后者运营世界最大聚变反应堆欧洲联合环形加速器(Joint European Torus,JET)和英国大型Amp球形托卡马克反应堆升级。

General fusion已经通过公共和私人渠道筹集了3亿美元。“General fusion在不断增长的核聚变产业中扮演着关键角色。”核聚变工业协会英国主任Melanie Windridge说。“他们已经为磁化目标核聚变概念筹集了大量投资,我们期待看到他们的核聚变示范工厂变成现实。”

几十年来,恒星的能量来源核聚变吸引了研究人员和投资者,其承诺是用丰富的燃料制造无碳能源。问题是,它需要极高的温度和压力来诱导氢核克服相互排斥,并在反应中聚变成氦,释放能量。迄今为止,还没有一个聚变反应堆运行的时间足够长,效率足够高,能够产生比维持聚变反应所需的能量更多的能量。

位于法国的大型国际反应堆项目ITER被认为是第一个获得这种能量的项目。该设备依靠巨大的超导磁铁将电离气体或等离子体固定在一个环形容器中,同时用微波和粒子束加热。但这个耗资逾200亿美元的项目的进展速度像冰川一样缓慢:计划于2025年启动,但预计要到2035年后才能看到成效。这为灵活的初创企业打开了空间,它们可以尝试用其他技术更快地达到这一目标。

General fusion使用一种叫做磁化靶聚变(magnetized target fusion)的技术。喷射器会产生一个像香烟烟雾环一样的等离子体环,通过它的旋转运动,产生一个磁场,将粒子云聚集在一起。在等离子体环短暂的生命周期中,它被压缩到聚变可以点燃的温度和压力。

该公司多年来一直在对其等离子体注入器进行微调,并表示现在可以喷出持续几十毫秒的环——对于这样的粒子云来说,这是一毫秒,足够长时间发生核聚变。Mowry自豪地说:“我们可以制造出世界上最好的自给自足的等离子体。”其竞争对手TAE Technologies也依赖于等离子体环,并能维持相同的时间。但是TAE并没有压缩环,而是用粒子束维持并加热环。

General fusion希望通过试点电厂展示其基于压缩的方法的优势。等离子体环被射入内衬有一层旋转的液态锂的腔室,用来吸收核聚变产生的高能粒子,否则可能会损坏反应堆。当等离子体到达燃烧室中心时,数以百计的气动活塞以精确定时的脉冲冲击反应堆壁的外部,将锂向内推,并球形地压缩等离子体至点火点。商用反应堆必须每隔几秒钟就用脉冲挤压新鲜的等离子体环,才能产生经济数量的电力。

Mowry说,试验电厂的目标是达到与核聚变相关的超过1亿摄氏度的温度,并证明整个过程是经济可行的。它将使用相对不活跃的纯氘燃料,一种含有一个中子的氢同位素,而不是全尺寸商业动力反应堆使用的氘-氚(D-T)混合燃料。这样,试点项目就可以避免寻找稀有的、具有放射性的氚,以及处理过剩的热量和产生放射性物质。

前瞻经济学人APP资讯组

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