這個巨大的磁鐵可以從核聚變中釋放零碳電力

2022/12/04
高科技

日期:2022/12/04   IA

巨型磁鐵的第一部分包裹好,準備與建造它的團隊一起離開加利福尼亞前往法國。

核聚變可以提供無限的清潔零碳電力。
到目前為止,實驗未能使反應持續足夠長的時間。
但現在,一塊巨大的磁鐵正處於使聚變能成為現實的嘗試的核心。
想像一下幾乎無限的清潔、無碳電力。這就是驅使科學家建造世界上最大磁鐵的夢想。

法國南部的 ITER 項目正在推動核聚變的發展,核聚變是一種原子聚變釋放大量熱量的反應。這是為太陽提供動力的過程,但到目前為止,它只能在地球上的實驗反應堆中以非常短的時間爆發來實現。

希望是,通過使用強大的磁場來控制聚變反應產生的等離子體,它可以持續足夠長的時間來加熱水以產生蒸汽來驅動渦輪發電機。

並不是說 ITER 會很快為電網供電。他們正在建造的是託卡馬克裝置——一種旨在利用聚變產生的能量的實驗機器。如果這個階段的項目成功,下一步將是建造一個原型電廠。

與傳統的裂變核電站不同,聚變幾乎不產生有害廢物並且排放零二氧化碳。聚變反應產生氦氣。它也是可再生的——燃料來源,氘和氚,來自氫,可以從海水中提取。

“聚變是大規模無碳能源生產的少數潛在選擇之一,”製造磁鐵的公司通用原子公司的工程和項目總監約翰史密斯告訴 Live Science。

“它提供了一種安全、清潔、永遠在線的資源,不會產生排放物或長壽命廢物,”他補充道。

聚變比太陽還熱
開始聚變反應是非常耗能的。 燃料必須加壓並加熱到極高的溫度才能產生等離子體——類似於氣體,但密度比空氣低近一百萬倍。

因此,一個很大的挑戰是確保新的聚變反應堆產生的能量超過它使用的能量。 目前的聚變功率世界紀錄由稱為 JET 的歐洲實驗性託卡馬克裝置保持,它需要 24 兆瓦的加熱功率才能產生 16 兆瓦的聚變功率。

但 ITER 科學家樂觀地認為,他們的新型環形反應堆會做得更好。 一旦反應開始,他們說聚變會產生強烈的熱量——1.5 億攝氏度——比太陽核心溫度高 10 倍。

這個 18 米高的磁鐵被稱為中央螺線管,完成後重量將達到 907 噸,並將產生比地球磁場強 280,000 倍的磁場——足以將航空母艦升空。

a diagram of the reactor showing the magnet and the plasma

磁鐵已經從位於加利福尼亞州聖地亞哥的工廠運送到得克薩斯州休斯敦,然後從那裡乘船運往馬賽,最後通過公路前往普羅旺斯地區艾克斯附近的 ITER 場址 .

另一個巨大的部件將加入其中,這是世界上最大的超導線圈,它將包裹在反應堆堆芯周圍,由世界經濟論壇戰略合作夥伴三菱重工在日本製造。

該項目總共涉及美國、法國、中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和英國等35個國家,它們為新工廠製造了超過一百萬個部件。