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法国开始组装史上最大“人造太阳”,预计2035年向全球供电

2020-07-30 15:47:24 | 来源:法国中文网 | 阅读:684

7月28日,世界上最大的热核反应堆项目“国际热核试验性反应堆”(ITER)正式开始在法国普罗旺斯组装。据悉,该工程由包括中国、欧洲、印度、日本、俄罗斯、韩国和美国在内的七大国际合作伙伴共同建造。这七方包括了全世界主要的核国家和主要的亚洲国家,覆盖的人口接近全球一半。我国参加ITER计划是基于能源长远的基本需求。工程完工后,预计从2035年开始将向全球提供无尽的清洁能源。

(图源:ITER)2020年7月28日,国际热核聚变实验堆(ITER)计划重大工程安装启动仪式在法国该组织总部举行。中国国家主席习近平致贺信。


ITER项目被称为史上最大的“人造太阳”(图源:ITER)

据报道,热核反应是“核聚变”反应,由重氢原子聚变为氦原子,在此过程中释放出巨大能量。自然界中的恒星能量来源就是核聚变反应,因此ITER项目也被称为史上最大的“人造太阳”。在恒星内部,带电氢原子因巨大的重力克服了相互之间的排斥作用而聚变为氦原子。在ITER项目中,氢原子的聚变将由磁场中超高温的等离子气体来实现。对比采用核裂变产生能源的传统核电站,使用等量燃料的ITER项目可产生四倍于前者的能量。不仅如此,“人造太阳”的燃料氢更容易获得,成本低廉,清洁安全,既不会产生核辐射废料,也不会有反应堆熔毁的风险。

(图源:ITER)

ITER项目于2006年由包括中国、欧洲、印度、日本、俄罗斯、韩国和美国在内的七大国际合作伙伴共同发起,原本预计今年投入试运行,2023年完全投产。但由于经济问题、预算超支和新冠疫情等因素的影响,该项目被一再推迟。

国际热核聚变实验反应堆(ITER)项目(图源:ITER)

据悉,欧盟迄今为止为该项目投入了大约200亿欧元。2016年年底,ITER项目总负责人伯纳德·毕高特(Bernard Bigot)博士曾发布公告,热核反应堆将于2025年12月投入试运行,2035年完全投产。在7月28日的项目正式组装开工仪式上,毕高特表示,一块一块地组装反应堆就像用三维拼图组装复杂的瑞士钟表,这个全球“最大的科技项目”需要几年时间才能完成组装。


项目的组件超过100万件,很多组件重达数百吨。(图源:ITER)

据悉,ITER项目的核心组件、容纳等离子体的托卡马克(Tokamak)周长98英尺,高98英尺。除此之外,项目的其他组件超过100万件,很多组件重达数百吨。ITER项目的组件由项目成员国在国家级实验室分工建造。在第一阶段施工完成后,ITER项目还要建造另一个“放大版”的反应堆。韩国负责建造项目的4个真空管。韩国总统文在寅表示,“人造太阳”将为人类提供“梦想能源”。法国总统马克龙称赞ITER项目是“和平的承诺”,很多国家搁置分歧,为了“共同利益”团结协作。

(图源:ITER)

在反应堆内部,等离子体由环绕金属丝线圈制成的超导电磁体保持流动。螺线管位于真空室内,有小型校正器和由超导体制成的附件版主确保等离子体在环绕金属丝线圈流动而不会破裂。

对于“人造太阳”来说,使它们升至温度和等离子运行的能源成本很高,这意味着“中断”,即任何等离子体泄漏并可能损坏屏蔽体的事件,都是一个巨大的挫折。

为重达23000吨的“人造太阳”制造零部件的成员国正在规划和设计这些零部件,包括适应在制造如此大规模高风险反应时的更大复杂性。

据该项目的预期,他们将在2025年12月首次启动这个世界上最大的核反应堆,届时第一次等离子反应可能只持续几毫秒,但也能表明完全集成的反应堆已经准备好运行。在那之后,该反应堆还将耗时进行微调,并在2030年达到完全产生等离子体的目标。


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