核聚變反應(yīng)進(jìn)入私企口袋!核聚變發(fā)電成為下一個(gè)核電站還有多遠(yuǎn)?
牛津附近的一個(gè)村子卡勒姆(Culham),只住著500人。不過,它的旁邊就是地球上最接近核聚變“硅谷”的地方。這里正發(fā)生的事情意味著,政府掌控的核聚變研究將轉(zhuǎn)移到私人企業(yè)。本年末,卡勒姆村里一個(gè)長(zhǎng)期政府間的核聚變項(xiàng)目“歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)爐(JET)”將關(guān)門大吉。與此同時(shí),三家公司正在這里破土動(dòng)工(或者正準(zhǔn)備這樣做),他們希望建造一個(gè)利用核聚變反應(yīng)來規(guī)模性發(fā)電的樣板工廠。
核聚變似乎由于各種錯(cuò)誤的原因讓人們對(duì)其發(fā)生興趣。說到底,它只是另外一種潛在的發(fā)電方式,只是有些時(shí)候似乎被賦予了某種神秘的屬性。最新的誤導(dǎo)性頭條與NIF(the National Ignition Facility ,國(guó)家點(diǎn)火裝置)有關(guān),一個(gè)來自加州勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(美國(guó)核武器實(shí)驗(yàn)室之一)的實(shí)驗(yàn)。

該實(shí)驗(yàn)室的研究人員在去年12月宣布的成果上做出了些許提高,他們通過將一束被分成192條次光束的激光束,同時(shí)從不同方向擊中一顆由氘和氚(氫的兩種同位素)合成的燃料球,實(shí)現(xiàn)了“點(diǎn)火”。
由此氘和氚的原子核聚變反應(yīng)產(chǎn)生了氦、中子、和一大堆新生成的能量,在兩種情況下,它釋放的能量都要比到達(dá)的束流要多。這意味著“接近無限的清潔能源”。
拋開NIF并沒有想要提供一個(gè)具有商業(yè)意義的核聚變能力的事實(shí),它只是在一個(gè)很小的規(guī)模內(nèi),對(duì)發(fā)生在核聚變的的過程進(jìn)行了一次復(fù)刻。如今嘈雜的噪音仍然忽視了在核聚變反應(yīng)中生成這種激光束的巨大成本,它遠(yuǎn)大于合成光束的能量。如現(xiàn)狀所示,激光慣性核聚變發(fā)電仍有很長(zhǎng)的路。
卡勒姆村和美國(guó)一些地方正在進(jìn)行的事情要比這有趣的多。這些相關(guān)公司正準(zhǔn)備用6項(xiàng)技術(shù)來推進(jìn)核聚變,其中只有兩個(gè)跟JEL類似。JET的方法被稱為托卡馬克裝置,一個(gè)填充了氘和氚的中空?qǐng)A環(huán)體,通過磁力加熱形成一個(gè)等離子體,從而實(shí)現(xiàn)原子核與電子的分離。其中一個(gè)商業(yè)化版本保留了這種圓環(huán)體,只是將其縮小了。另外一家做成了有核蘋果形狀。第三家采用發(fā)射物裝置模仿NIF的激光“點(diǎn)火”方案,只是更加效率。剩下的還想到了一些更深?yuàn)W的設(shè)備。
與核裂變不同,核聚變反應(yīng)并沒有反射性污染,它唯一要處理的是在使用周期結(jié)束后,怎么處理那些已經(jīng)輻射過的反應(yīng)堆。也是這個(gè)原因,這些公司希望在商業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)這種清潔能源。只是相比太陽(yáng)能、風(fēng)能和水能,它不再“接近無限”,事實(shí)上也遠(yuǎn)非如此。即使氘大量存在于水中,它也需要經(jīng)過密集耗能的提取過程。氚必須通過中子輻射金屬鋰生成。
核聚變已經(jīng)成為極具吸引力的能源生成方式,現(xiàn)在已經(jīng)到了它的行動(dòng)時(shí)刻。如果一個(gè)或者更多技術(shù)現(xiàn)實(shí)且符合成本的想法出來,核聚變也許能很好地在后化石能源經(jīng)濟(jì)里找到非常大的利基市場(chǎng)。如果失敗了,那也是一次勇敢的嘗試。而且無人受害。