核聚变能源对人类的重要性 (核聚变技术能否解决能源问题)

核聚变技术能否解决能源问题,核聚变为什么会成为未来的能源

据雅虎财经报道,美国能源部周二宣布,核聚变技术取得突破性进展,使世界更接近于利用一种不含碳排放和放射性废物的丰富能源。美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆证实,科学家在加州联邦基金资助的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室取得了一项反应,该反应产生的能量超过了使用的能量,即净能量增益。

这种发展对可再生能源和替代化石燃料的长期解决方案有着广泛的影响,尽管其益处仍需几十年。“这将是一个巨大的游戏改变者,”Constellation Energy首席执行官乔·多明格斯周一告诉雅虎财经。“我们一直在追求这一突破很长时间了。但我认为,劳伦斯·利弗莫尔的研究成果是自30年前普林斯顿大学的TFTR(托卡马克聚变试验堆)工作以来,我们在核聚变方面所看到的最好的发展。因此,这令人非常兴奋,这将是能源消耗结构的一个变革。”

核聚变技术能否解决能源问题,核聚变为什么会成为未来的能源

当两个原子核融合成一个原子核时,就会发生核聚变反应,这是太阳和其他恒星燃烧的原因。当这种情况发生时,多余的质量转化为能量。(相反的过程,即核裂变,为现有的核电站和*弹炸**提供动力。)自上世纪50年代劳伦斯利弗莫尔实验室成立以来,科学家们一直致力于实现持续的核聚变,但在地球上的实验室中复制大质量恒星内核中发现的条件已被证明是一个棘手的问题。

其中一个困难是要让反应持续足够长的时间来引发一系列反应。另一个相关的挑战是释放更多的能量。专家表示,核聚变释放的能量是燃烧石油或煤炭的400万倍。换句话说,一辆装满核聚变燃料的皮卡车的能量相当于200万公吨煤炭或1000万桶石油。它生产的能源没有其他能源的缺点,即气候变化导致的碳排放和持久的危险废物。

近年来,由于技术进步和人们对零碳能源的需求不断增长,取得了更令人期待的成果。使用大型磁体的环形反应器能够延长反应时间。今年早些时候,中国的一座反应堆创下了持续时间最长的核聚变反应17分钟的纪录。其他测试声称达到了盈亏平衡点,这意味着能量输出等于投入测试的能量。

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美国加利福尼亚州利弗莫尔劳伦斯利弗莫尔国家实验室

劳伦斯利弗莫尔实验室的发展似乎更进一步。他们使用了一种不同的方法,通过将强大的激光照射到氢原子囊中,产生所需的压力和热量,从而实现聚变。据英国《金融时报》报道,初步结果显示,产生2.5兆焦耳的能量,相当于激光消耗能量的120%。

这标志着几十年来人们一直期待的技术突破。然而,从实验室环境中的小型反应炉到商业核反应堆,还有很长的路要走。具体而言,核聚变不会帮助世界实现2030年零排放目标。到2050年,它可能开始发挥作用。多明格斯说:“我仍然认为我们还有几十年。”。“但这一发展是一个巨大的里程碑,我们现在从反应中获得的能量超过了我们创*反造**应所投入的能量。”