ITER核聚变装置就完成一半了

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国际热核实验反应堆Saint-Paul-Lez-Durance,法国,是50%完成。ANNE-CHRISTINE POUJOULAT /盖蒂图片社

庞大的建筑起重机和部分完成建筑景观,随着大规模metal-and-steel戒指,被形容为看起来像一个“现代的巨石阵”《纽约时报》在2017年3月。建设以来的十年在国际热核实验反应堆设备,称为ITER。这个项目,其中包括35个国家包括美国,旨在证明核聚变——氢的同位素的结合形成氦,同样的恒星的过程产生光和热,可能是一个可行的未来的发电来源一个高能耗的世界。

该项目一直的延迟和其预期成本近四年180亿欧元(220亿美元),甚至2016年美国能源部的报告支持项目表示不确定性是否最终会成功的。在2017年12月初,ITER官员宣布他们已经达到了一个重要的里程碑,通过完成建设工作需要达到总数的50%“第一等离子体。”That initial stage of operation, in which hydrogen will be turned into a hot, electrically-charged gas, currently is scheduled to occur in 2025. (It will take another decade of work after that for ITER to generate energy.)

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“当我们证明融合是一个可行的能源来源,它最终将取代燃烧化石燃料,不可再生、不可持续的,”伯纳德偏执狂,ITER的总经理,在一份声明中解释说在这个项目的网站。“融合互补与风能、太阳能、和其他可再生能源……通过展示融合的可行性作为一个清洁,安全,和几乎无穷无尽的能源,我们可以为子孙后代留下一个强大的遗产。”

在一封电子邮件中,哥伦比亚大学教授杰拉尔德·a·Navratil领先的聚变能源研究员的工作影响了ITER的设计,描述了建设里程碑作为一个“重大事件实际融合发展的能量。”

ITER将包含世界上最大的托卡马克装置、磁设备首先由苏联研究人员在1960年代末,这本质上模拟了高温和压力在恒星的内部炉。据一个解释ITER的网站设备使用一个强大的电流分解氢气体,从细胞核形成分理出电子等离子体——热,带电气体。随着等离子体粒子变得精力充沛和碰撞,他们最终升温,达到100至3亿摄氏度温度3.6亿华氏度(约1.8亿)。在这一点上,氢核是如此充满活力,他们可以克服自然倾向于相互排斥,这样他们就可以融合成氦。在这个过程中,它们会释放出大量的能量。

因为这文章世界核协会细节,实验托卡马克几十年来一直在发电。但到目前为止,他们需要更多的能量比融合生成操作。但ITER希望克服这个限制,部分规模。2017年3月纽约时报有篇文章在项目描述了托卡马克站100英尺(30.5米)高,拉伸另一个直径100英尺,和一个描述ITER网站上说,它将重量超过25000磅(23吨),体积为30000立方英尺(840立方米)。这是10倍任何以前的设备的能力。

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更大的绝对是更好的

ITER网站解释说,一个更大的设备量更大潜力创造了更多的聚变反应,提高能量输出,使设备更加高效。如果它是计划在2035年全面投入使用时,ITER将使用50兆瓦的功率输入产生500兆瓦的聚变能,以热的形式。虽然ITER不会使用能量来发电,它旨在为未来铺平道路的核聚变发电厂。

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一个反应堆正在建设网站在法国南部。
鲍里斯霍尔瓦特/盖蒂图片社

“ITER实验的设计是基于一个保守的外推法的融合性能从我们现有的融合设备,“Navratil在邮件中写道。“有信心的大小和磁场强度ITER将使我们能够实现其目标的生产500兆瓦的核聚变能量与50兆瓦的功率输入到等离子体。ITER实验生产以来第一次强融合裂解炉燃烧等离子体,我们将使用这些结果来确认我们理解燃烧等离子体状态,并能发现一些重要的新的等离子体物理现象。我们获得18luck手机登录的信息从ITER自信地将提供基础设计的核心聚变能的下一步发展,将目标产生净电和为商业聚变能源系统的部署。”

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核能的优势

据一位ITER的新闻稿,核聚变发电厂最终将在传统的成本可比核电站。但与电厂、融合植物不产生放射性废物,以及昂贵的问题,如何处理它。融合化石燃料,也会有一个很大的优势,它不会注入大量的二氧化碳和其它污染大气和气候变化作出贡献。

指出,随着哈尔·纳夫拉蒂尔融合可能有一些优势在低碳可再生能源。

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“如果成功,聚变电厂基于聚变等离子体在ITER的表现将提供连续的电能输出的无碳来源没有风能和太阳能系统的缺点,产生电能,只有一天的一部分,需要能量储存或备用的电力系统支持一个稳定的电网,“Navratil解释道。“考虑到许多参与我们的能源体系的数万亿美元的基础设施,这种融合电源的可用性在这个世纪将是一个非常重要的除了我们的无碳电力的来源。”

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