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聚焦:中国“人造太阳”或破解“核电困局”

导读: 中科院宣布,国家大科学装置世界上第一个全超导托卡马克(EAST)东方超环实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。这标志着EAST成为世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。

中国科学院等离子体物理研究所7月5日宣布,国家大科学装置——世界上第一个全超导托卡马克(EAST)东方超环实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。这标志着EAST成为世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。

EAST高11米、直径8米、重达400吨,是我国第四代核聚变实验装置,其科学目标是让海水中大量存在的氘和氚在高温条件下,像太阳一样发生核聚变,为人类提供源源不断的清洁能源,所以也被称为“人造太阳”。

这一里程碑性的重要突破,表明我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面,将继续引领国际前沿,对国际热核聚变实验堆(ITER)和未来中国聚变工程实验堆(CFETR)建设和运行具有重大的科学意义,同时为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。

聚焦:中国“人造太阳”或破解“核电困局”

▲中国“实验型先进超导托卡马克”反应堆

从技术角度来看,真正的“人造太阳”可能在短期内不能立刻实现,但从长远来看,中国在此项技术上的突破,将有助于破解中国的“核电困局”。

众所周知,这些年来中国经济的高速发展与高密度的能源消耗紧紧相连,但是随着环境保护和节能减排压力与日俱增,同时为了减少对海外能源进口的依赖,保障中国能源安全,我国大力发展清洁能源势在必行。因此,围绕是否应该大力发展核电也产生不少争论,即“核电困局”。

聚焦:中国“人造太阳”或破解“核电困局”

▲EAST成功实现电子温度超过5000万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电

赞同的一方认为,核电是技术成熟的清洁能源,与火电相比,不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳等物质;与水电、风电相比,较少受自然条件的约束,发电规模稳定;与风电、太阳能、生物质能、地热能等相比,发电规模大。同时目前的中国核电技术安全性能比以往大大提高。

反对的一方认为,核电虽然在发电期间没有大气污染和二氧化碳排放,但在工程建设、维护及拆解过程中,会造成大量的空气污染和二氧化碳排放;热岛效应严重,对环境影响大;核电站会产生带有核辐射的核废料。此外,虽然核电站采用很多先进的安全措施,但也难以抵挡极端的自然灾害、人为事故、军事攻击等造成的破坏。

聚焦:中国“人造太阳”或破解“核电困局”

▲截至2016年1月,中国核电站分布地图

最重要的是,“核电困局”的关键在于现在核电站采用的是核裂变发电技术,在运行过程中会产生大量放射物质隐患,为此采取的各项对策也都是治标不治本。而如果核聚变发电技术取得成功,首先不会产生污染环境的放射性物质,同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续稳定地进行,因此它是干净且安全的。

此外,地球上蕴藏的核聚变能十分丰富。据测算,1升海水中所含的氘,经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。因此,中国“人造太阳”技术的突破将有助于破解“核电困局”。

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