可控核聚变系列研究(一):变启航 未来已来
可控核聚变被视为人类社会的“终极能源 ” 。人类社会可利用的能源形式可分为热能、电能 、化学能、机械能、光能和核能六类,虽然也有潮汐能 、地热能等能源 ,但从表现形式上仍可归为以上六种能源。各种能源形式中,只有核能中的核聚变能同时具备“接近无限能源”的潜力和能量密度高、原料来源相对广泛、环境影响极小、部署位置灵活等开发优势,因此被广泛认为是“能源问题的终极答案”或者“终极能源 ”。 什么是核聚变?实现核聚变的难度何在?核聚变 ,即两个轻原子核结合成较重原子核,发生质量亏损并遵循质能方程E=mc2释放巨大能量的过程 。但核聚变反应的发生条件非常苛刻,需要达到上亿度的高温和极高的粒子密度,没有任何材料可以直接承载核聚变产生的等离子体 ,对反应装置的设计 、极端环境材料和等离子体控制等方面的要求即为苛刻。 核聚变的优势何在?核聚变的燃料来源广泛,能量密度极高,且具备传统核电的主要优势 ,且具有固有安全性,不会发生堆芯熔毁等严重事故,同时仿射性危害相对可控 ,适配未来能源系统中的基荷电源。同时核聚变作为上下游产业链极长的“极限技术平台”,有极强的技术溢出属性,可以带动超导材料、极端环境和特种功能材料、真空系统 、加热冷却系统、诊断控制系统等大量相关产业技术进步。此外 ,核聚变单体项目投资体量巨大,具有重资产、长周期等属性,可以有效拉动投资 ,促进当地产业聚集并带动就业 。因此发展可控核聚变是未来能源系统的核心战略方向。 实现可控核聚变有哪些方式?目前实现可控核聚变的方式主要包括磁约束和惯性约束两种方式,其中以磁约束中的托卡马克装置最为成熟,商业化进展最快,落地确定性最强。仿星器 、场反位形、激光聚变等装置路线也各有优劣 ,国内外有多个团队展开研究 。此外,我国也部署了聚变-裂变混合堆路线,结合聚变的特性和裂变的工程技术优势加快聚变商业化落地。 国内聚变发展如何?目前我国聚变领域多种技术方案百花齐放 ,形成了以国企主攻目前最成熟的托卡马克路线探索商业发电,辅以民营企业探索新型聚变路线的格局。聚变新能、中国聚变能源两大国家队和星环聚能 、能量奇点等民营公司主攻托卡马克路线,瀚海聚能、星能玄光、诺瓦聚变等公司研发场反位形路线 ,鸿鹄聚变研发仿星器路线,新奥科技采用氢硼聚变路线,东


发表评论