美國(guó)能源部周三(5月31日)宣布,8家研究核聚變能源的美國(guó)公司將獲得4600萬(wàn)美元的資金,用于開發(fā)核聚變發(fā)電試點(diǎn)工廠。
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傳統(tǒng)的核反應(yīng)堆基于核裂變,就是一個(gè)中子撞擊一個(gè)大原子并將其分裂并釋放能量的過程。
而當(dāng)兩個(gè)輕原子(如氫原子)的原子核被加熱到極端高溫時(shí),就會(huì)融合成一個(gè)更重的原子核,過程中會(huì)釋放出巨大的能量,并發(fā)生聚變——這就是太陽(yáng)系其他恒星為自己提供動(dòng)力的方式。
核聚變通常被視為清潔能源的“圣杯”,因?yàn)樗峁缀鯚o限的能源,不釋放溫室氣體,且不產(chǎn)生持久的核廢料。
國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)一篇文章介紹稱,核聚變產(chǎn)生的能量非常大——是核裂變反應(yīng)的四倍,而且聚變反應(yīng)可以成為未來聚變動(dòng)力堆的基礎(chǔ)。理論上,只要有幾克反應(yīng)物,就有可能產(chǎn)生一太(萬(wàn)億)焦耳的能量,這大約是發(fā)達(dá)國(guó)家的一個(gè)人在60年內(nèi)所需要的能量。
不過由于復(fù)刻這個(gè)反應(yīng)過程非常困難,幾十年來,這問題一直困擾著各國(guó)科學(xué)家。
目前,全世界有30多家公司正在嘗試通過核聚變發(fā)電,或許未來有一天核聚變能源可能會(huì)幫助全球減少碳排放,并且也不會(huì)產(chǎn)生持久的放射性廢物。
最終希望用于電網(wǎng)
美國(guó)能源部制定的核聚變發(fā)展計(jì)劃希望在未來十年幫助該國(guó)發(fā)展核聚變的試點(diǎn)示范。
美國(guó)能源部長(zhǎng)詹妮弗·格蘭霍姆(Jennifer Granholm)在新聞稿中指出,“政府致力于與全國(guó)各地的創(chuàng)新研究人員和公司合作,將聚變能從實(shí)驗(yàn)室?guī)У诫娋W(wǎng)。”
上面提到的這筆資金來自《2020年能源法案》,將于項(xiàng)目開始的前18個(gè)月提供給公司。未來的資金取決于國(guó)會(huì)的批準(zhǔn)以及工程與科學(xué)的進(jìn)展,總額可能會(huì)增至4.15億美元。
獲得資金的八家公司之一、美國(guó)新能源初創(chuàng)公司Commonwealth Fusion Systems(CFS)的首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Bob Mumgaard稱,“參與項(xiàng)目的公司只有在提供結(jié)果、并且被證實(shí)是科學(xué)和可靠的情況下才能獲得這筆資金。”
事實(shí)上,4600萬(wàn)美元資金能夠幫助公司制定詳細(xì)的計(jì)劃,但不足以建造昂貴的聚變發(fā)電廠。
根據(jù)核聚變工業(yè)協(xié)會(huì)(FIA)的一項(xiàng)調(diào)查,為了開發(fā)核聚變工廠,私營(yíng)公司以及政府實(shí)驗(yàn)室去年在供應(yīng)鏈上花費(fèi)了5億美元。
這些公司還計(jì)劃在第一批工廠投產(chǎn)之前投入約70億美元,并可能在一個(gè)成熟的行業(yè)中投入數(shù)萬(wàn)億美元,主要用于高級(jí)鋼鐵、混凝土和超導(dǎo)線,預(yù)計(jì)將在2035年至2050年之間的某個(gè)時(shí)候?qū)崿F(xiàn)。