人类核聚变计划遭重大打击?装置建造完了没燃料用


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人类核聚变计划遭重大打击?装置建造完了没燃料用


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人类核聚变计划遭重大打击?装置建造完了没燃料用


现在全球最重要的问题就是能源问题 , 一场俄乌战争将新能源打回原形 , 这个时候人们发现传统化石能源依然是目前人类的中流砥柱 , 而化石能源的命脉仍然是掌握在少数国家的手中 , 这使得绝大部分国家对能源独立自主的问题变得更加敏感 , 人们希望寻找到新的能源来源 。

目前除了一些传统新能源之外过去不被看好的氢能现在变成了香饽饽 , 而一直被全世界寄予厚望的核聚变却遇到了一个非常严重的问题——装置快建完了却没有燃料可以用 。
ITER国际热核聚变项目在法国已经接近建造完成 , 这个由全世界所有主要国家投资的核聚变研究项目是整个人类获取“永久无限能源”的最大希望 。 该项目预计在2024年修建完成并于2035年开始正式启动 , 并争取在启动30年内争取实现商业发电的要求 。

核聚变的燃料是氢的同位素氘和氚 , 氘在地球上还是比较常见的 , 可以通过对海水提炼而大量获得 。 但是氚在地球上十分稀有 , 在1960年的时候地球大气中的氚含量达到顶峰 , 其原因是人类在地球上进行的核试验导致氚的含量增加 。 在美苏两个超级大国宣布军控减少核试验之后 , 地球上的氚含量就在快速减少 , 到目前为止估计全世界氚的总含量已经不足20公斤 。
既然自然含量这么少 , 那么为什么不人工制造氚呢?这是因为制造氚必须要用到一种特殊的核反应堆——重水慢化反应堆 , 全世界现在只剩下不到30座重水慢化反应堆在运作 , 其中20座在加拿大、韩国4座、罗马尼亚2座 , 这些反应堆每年总计只能生产不到100g的氚 , 而且这些反应堆将在未来几年内达到使用寿命的极限 。
【人类核聚变计划遭重大打击?装置建造完了没燃料用】
氚还有另一个麻烦——半衰期短导致存储非常困难 , 氚的半衰期仅为12.3年 , 这意味着ITER项目必须在12.3年内尽快搞出成绩 , 否则将会有一半的氚会帅变成氦-3而无法使用 , 那么ITER的发电能力就会大打折扣 。

另外随着国际地缘政治日益紧张的情况 , 氚正在成为各个核大国之间最重视的一种原料 , 要制造更大威力的氢弹以及超越核武器的一些超级炸弹 , 就必须要使用氚 。 所以现在能够制造氚的国家非常紧张 , 加拿大多次公开宣布拒绝出售给任何以非和平目的利用氚的国家和组织 , 如果加拿大不宣布这项政策的话 , 那么加拿大就会因为与美国的军事同盟关系而遭遇到首轮核打击 , 这是加拿大所不能承受的 。

目前关于增加氚产量的唯一办法是在核聚变反应堆周围放置一个由锂-6所形成的包围壁 , 这样核聚变时从反应堆中逸出的中子就会轰击锂-6从而释放出氚 。 根据英国原子能公司的说法 , 通过计算机模拟计算结果可知 , 只要锂-6的包围壁设计得当 , 那么核聚变反应堆就能够自给自足生产出足够多的氚当燃料使用 。

但什么才是“设计得当”呢?尽管计算机模拟的结果很完美 , 但是在实际当中这种“永动机”式的梦幻场景却无法实现 , 因为相关的材料科学研究根本没有跟上脚步 。 这导致锂-6包围壁研究经费从原本预计的60亿美元迅速涨至250亿美元 , 但距离自给自足的结果仍然是遥遥无期 , 所以现在已经没有人再提这个项目了 。
就目前这个进度来看 , 核聚变距离发电造福人类至少还要等上一个世纪的时间才有可能 , 而且随着大国之间的矛盾愈加尖锐 , 这个时间表还会进一步被拉长 。 这意味着围绕着传统化石能源的地缘战略还将继续下去 , 而且在未来几十年内都不会改变 。

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