核融合出現新轉折

2017/2/3 11:14:57

隨著我國核能規模化發展，核電站乏燃料產生量日益增加。按照我國核電中長期發展規劃目標，2020年我國大陸運行核電裝機容量將達到5800萬千瓦，乏燃料累積量將達到7000余噸，2025年累積量將達到14000余噸。

“早在上世紀80年代，我國就確定了核燃料‘閉合循環’和‘核能發展必須相應發展后處理’的技術路線。”我國核工業行業管理部門——國家原子能機構秘書長劉永德在接受科技日報記者采訪時表示，經過多年努力，我國乏燃料后處理、貯存和運輸科研攻關和能力建設均取得了積極進展，有效保障了核電站乏燃料安全，為推動核工業跨越發展奠定了堅實基礎。

核電發展的重要環節

鈾礦是核電的“糧食”。但鈾礦中可用于熱堆電站（如壓水堆）發電的鈾－235，在鈾礦里的富集度僅約0.7%。

在一個正在努力戒掉對石化燃料的上癮、并且滿足日益成長的能源需求的世界中，有一種技術在發展中，幾乎聽起來太好以至于不能成真，那就是核融合(nuclear fusion)。

如果做得到的話，核融合動力會以接近無限的燃料來源，來提供非常大量的干凈能源，以及差不多是零碳排放；那是如果做得到的話。不過世界上有一些研究團隊花上數十億美元，來確保可以做到核融合。

去年2月，文德爾施泰因7-X (Wendelstein 7-X)設備正式啟用，開始了核融合能源研究的新單元。

這是在德國格賴夫斯瓦爾德市(Greifswald)建造的一座價值10億歐元(14億澳幣，10.6億美元)的實驗性核融合反應爐，用來測試一個名為仿星器(stellarator)的反應爐設計。

計劃到2021年左右，將能夠持續運轉達30分鐘；對核融合反應爐來說，這是一項紀錄。這是展示未來核融合發電廠基本特點的重要一步：連續運轉。

但是文德爾施泰因7-X反應爐不是唯一的反應爐。法國南部正在建造一座國際熱核融合實驗反應爐(ITER)，是價值200億美元(267億澳幣)的實驗性核融合反應爐，使用一種名為叫做托卡馬克(tokamak)的不同設計。

然而，即使文德爾施泰因7-X反應爐和國際熱核融合實驗反應爐采用不同的設計，這兩項計劃是互補的，而且在一座反應爐的創新，很可能轉移成最終運轉的核融合發電廠。

核融合能源試圖復制為太陽提供動力的反應。在太陽里的兩個非常輕的原子，例如氫或氦，融合在一起。

所得到的融合原子最終比原來的兩個原子稍微輕一點，而根據愛因斯坦公式E = mc²，質量差被轉換為能量。

困難之處在于激發兩個原子融合時，需要加熱到攝氏幾百萬度。

含有這種過熱燃料是不容易的，因此，它被轉變成熱離子氣體，電漿。電漿可以被包含在磁場內，所以不會真的接觸到內部的反應爐。