可控核聚变-无限清洁能源之梦

发布者：广厦寒士 2023-10-3 19:04

可控核聚变是指能控制核聚变的速度和规模，以实现安全、持续、平稳的能量输出的核聚变反应。可控核聚的开发，可以彻底解决人类清洁能源的问题和大大减轻对地球自然资源的依赖和枯竭压力。相对于新型清洁能源太阳能，生物能，风能，水力发电等，核能不受时间和地域的限制，被誉为最有可能实现商业化的“无限清洁能源”。

可控核聚变的研究经过半个多世纪的努力，主要集中在惯性约束和磁约束两类研发方法。惯性约束收到物理学突破的限制，因此主要发展集中在磁约束技术路线。最著名的当属国际合作项目“国际国际热核试验堆计划(ITER)”，ITER为磁约束方法的“托卡马克装置”，美国，欧洲、日本、苏联从70年代开始建造四个大型托卡马克装置，现在印度，巴西，韩国，俄罗斯，中国等国家均加入ITER计划。

图1 中国环流三号

8月25日下午，新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展，首次实现了100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，是克隆核聚变的重要里程碑，高约束模式(H模式)国际热核实验堆(ITER)的标准运行模式，与正常运行模式相比，其综合参数可提高数倍。

极光计算机模拟核反应堆

美国阿贡国家实验室2023年9月26日报道新的美国新建造的核反应堆采用超级计算机极光模拟核反应堆，极光可以计算百亿亿级（E级）计算模拟。科学家可以“高保真度”的察核反应堆的堆芯数据，这是迄今为止计算强度最大的核工程模拟之一，在一个核反应堆中352,000个随机堆积的鹅卵石床上的接近百亿亿次的流体速度。

但是可控核聚变不仅仅是控制方法或模拟反应的问题，材料问题一直是其商业化的一大瓶颈，现有材料都无法满足未来核反应芯高温，高压和中子辐射的条件。因此开发可控核聚变需要长期持续研发攻关。