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美國能在10年內實現“核聚變”商業(yè)化？能源專家：先別激動
美國能在10年內實現“核聚變”商業(yè)化？能源專家：先別激動
作者：孫卓 責編：馮迪凡
美國能源部長格蘭霍姆(Jennifer Granholm)周二(13日)表示，加利福尼亞州勞倫斯利·弗莫爾國家實驗室(LLNL)的科學家們首次成功制造出了“凈能量增益”的核融合反應。
【資料圖】
格蘭霍姆表示，科學家們在實驗中復制出“僅在恒星與太陽中才能發(fā)現的某種條件”，而這一具有里程碑意義的實驗是向零碳融合能源所邁出的重要一步。
“如果我們能夠推進核融合能源，就可以用它來生產清潔電力、交通燃料、電力業(yè)與重工業(yè)等?！?格蘭霍姆稱。他還表示，美國政府的目標是在10年內能夠實現核聚變能源的商業(yè)化。
不過，在當天的新聞發(fā)布會上，LLNL實驗室主任布迪勒(Kim Budil)則表示，該技術可能需要“數十年”才能實現商業(yè)化。
布迪勒表示，在科學和技術方面，該技術都存在非常顯著的障礙，但布迪勒也表示，如果投資和關注到位，這個時間表“可以更快一些”。
揭秘里程碑關鍵詞： “點火”
格蘭霍姆表示，LLNL的科學家已經實現“點火”——也就是一次產生能量大于消耗能量的核聚變反應。
“在實驗室中實現聚變點火是人類有史以來最重大的科學挑戰(zhàn)之一，實現這一目標是科學界、工程界，最重要的是全人類的勝利?！辈嫉侠债斕毂硎?。
布迪勒介紹，在這次實驗中，科學家們向一個被稱為“空腔”的圓柱形目標發(fā)射了192束激光，產生了X射線輻射，一個裝有氫的兩種同位素氘和氚的微小金剛石膠囊發(fā)生內爆，并釋放出能量。他還表示，該實驗產生了3.15兆焦的聚變能量輸出，超過了用于驅動它的2.05兆焦能量。根據參與該項實驗的物理學家描述，當天的實驗可以這樣理解：科學家們從這個世界上最大的激光束發(fā)射“能量子彈”擊中“目標物”，“目標物”被點燃后溫度達到了一億攝氏度——比太陽中心的溫度高出10倍。
“在受控的聚變實驗中實現點火是經過60多年的全球研究、開發(fā)、工程和實驗取得的?！?美國能源部副部長赫魯比表示。
美媒報道指出，LLNL在2021年8月的一次實驗之后曾公布報告稱，其激光器集群的輸出創(chuàng)下了新的紀錄。據《自然》雜志當時報道，該反應產生了激光發(fā)射所釋放能量的70%。
專家：核聚變清潔能源商業(yè)化仍需幾十年
美媒援引能源專家的觀點表示，實現核聚變的點火過程需要在兩次的激光發(fā)射之間進行非常精準的計算和技術維護，每一次的發(fā)射都需要耗費10萬美元以上的成本和數百個小時的設計計算，因此，讓這個過程達到商業(yè)化的規(guī)模就需要更復雜的技術升級。
“一旦實現效果良好的單次(激光)發(fā)射，就必須進行每秒10次的重復實驗，這樣才能達到商業(yè)化所需的持續(xù)反應?！泵绹茉床康囊幻竽涿墓賳T表示，“這需要每秒發(fā)射10次激光。這并非根本不可能，但從工程學角度來看，這非常困難。”
“實現(實驗室內)的核聚變并非意味著可以直接進入核聚變能源的商業(yè)化?！泵绹茉床肯聦俚钠樟炙诡D等離子體物理實驗室主任考利(Steven Cowley)在4月份白宮舉行的一次核聚變會議上表示，“但是我們有可以做到這一點的工具?！?/p>
麥肯錫公司可持續(xù)能源專家奧萊尼克(Geoff Olynyk)表示，核聚變商業(yè)化的最大障礙可能仍是金錢，因為商業(yè)公司必須證明有一條途徑可以降低核聚變的成本，使其更具有競爭力。
“所有的核聚變公司都在瞄準這個目標，但沒有證據表明他們中的任何一家都能做到。” 奧萊尼克表示，“第一次的(商業(yè))演示將非常昂貴?！?/p>
參與LLNL實驗的研究人員也表示，盡管一周前的實驗本身記錄了凈能量增益，核聚變技術的前景仍然面臨多項挑戰(zhàn)。
“我們的計算表明，激光系統(tǒng)有可能實現數百兆焦耳的產量，因此，實現產量的目標是有途徑的?！辈嫉侠毡硎?，“但我們現在離實現那個目標還很遠。”
美媒報道指出，目前LLNL的點火設施每天只能進行一次激光發(fā)射，而發(fā)電廠則需要持續(xù)不間斷地生產能量。
