英拟建世界首座核聚变电厂

据英国《自然》杂志近日报道，英国政府近日宣布，将投资两亿英镑（2.48亿美元）建造全球首个商用核聚变发电厂，希望到2040年实现核聚变能源生产的商业化。

    核聚变反应就是两个较轻的原子核聚合成一个较重的原子核时，质量亏损，释放出能量的过程。太阳内部进行的就是氢氦聚变过程。聚变能具有资源无限、不污染环境、不产生高放射性核废料等优点，一直被描述为能源领域的“圣杯”。但目前，还没有反应堆能实现反应中产生的能量超过点燃反应所需要的能量，目前正在法国南部进行的“国际热核聚变实验堆”（ITER）项目旨在于2035年实现这一目标。

    而英国更进一步，建造可以利用核聚变发电的电厂——“能源生产用球形托卡马克”（STEP）。在接下来的4年中，库勒姆聚变能源中心的科学家将为STEP设计详细方案，该发电厂预计能产生数百兆瓦的净电能，并拟21世纪40年代初开始运行。整个项目预计将耗资数十亿英镑。

    像ITER一样，STEP也将基于“托卡马克”设计——使用磁场限制氢的重同位素氚和氘的等离子体，让其在极端高温和高压下相互融合，产生聚变能。不过，ITER的托卡马克是甜甜圈形状的装置，而STEP则将这些超热的气体置于更紧凑的苹果核形状的装置中。此外，STEP的尺寸更小（全长约10米）。科学家们认为，缩小尺寸可以降低制造成本。但缩小尺寸也会带来问题，比如，如何在更小的表面积上管理等离子体的极端热量等。麻省理工学院的等离子体物理学家安妮·怀特说，制造更紧凑的托卡马克装置是一个冒险的选择。ITER的托卡马克装置问题应该不大，因为它的设计已被广泛研究，但球形托卡马克装置还有许多未知数，“这意味着存在更多风险。”