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人类能源的未来竟掌握在小小磁铁的手中?

2021-05-11 14:00 前瞻网   

变有希望成为未来人类的主要能源之一,由于其燃料来自于海水等,可谓是取之不竭,同时能释放出大量的能量。全球最大的核聚变装置ITER即将在今年6月份进行氘氚核聚变实验。这其中迫切需要解决的就是如何对核聚变进行控制。

核聚变的过程是取两个氢原子,加上足够的热量和压力,它们将融合在一起形成氦气。在此过程中,一些氢物质转化为热量,可用于发电。在这个过程中,氢同位素被加热到数亿度,直到分解成旋涡状的物质,也就是等离子体。

等离子体在反应堆中的约束和容纳一直都是实现可控核聚变的难点之一。目前最常见的方法是使用强大的磁场来保持等离子体的约束。但是最近有了新的突破——来自英国的勃·穆加德(Bob Mumgaard)博士和他在英联邦融合系统(CFS)的团队将测试一种突破性的磁铁。

人类能源的未来竟掌握在小小磁铁的手中?

D形磁铁示意图

这种D形磁铁重10吨,足够大,一个人可以穿过。大约300公里的非常特殊的电磁带被缠绕成D形。

这种金属电磁带由超导稀土钡铜氧化物(ReBCO)的薄层沉积冷却形成。在全功率运行时,布里特尔斯博士将磁铁产生的力比作最深海沟底部压力的两倍。

CFS正在计划建造一个反应堆,该反应堆将以环形排列的方式放置18个磁铁,这就是所谓的托卡马克(tokamak)装置,并且最近已在马萨诸塞州选择了该反应堆的站点。

磁体技术的飞跃对于英国托卡马克能源公司的聚变项目也至关重要。“真正的挑战是商业核聚变。”托卡马克能源公司的创始人之一、目前担任执行副主席的大卫·金汉姆(David Kingham)博士说,“这确实是推动我们的原因,为什么我们专注于球形托卡马克,因为它有长期的商业优势。

“我们的技术将在2030年代初期在融合试验工厂中部署。” “我认为这将是一场全球竞赛。美国有一些有趣的私人企业。我们将与它们竞争。”

风投公司Chrysalix自2008年以来,已向加拿大公司General Fusion投资了数千万美元。Chrysalix创立者Wal van Lierop博士表示,全球电力市场每年价值约3万亿美元(2.15亿英镑),并且可能会不断扩大。“如果这种融合(商业与核聚变)成功,这将会是我们所见过的最大的产业转型。”

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责任编辑: 4126TJ

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