正如老话所说,实用的聚变反应堆总是“大约20年后”才能实现。如今,这种说法感觉有点乐观。世界上最大的等离子体聚变研究项目,即位于法国南部的ITER反应堆,最早也要到2026年才能开始聚变实验。工程师们至少需要对ITER进行十年的测试,才能准备好设计该项目的后续项目——一个实验原型,它可以从被困在磁瓶中的聚变等离子体中提取可用能量。科学家们还需要再过一代人的时间才能开始建造向电网输送能量的反应堆。
与此同时,世界对能源的需求永无止境。“世界各地对能源的需求如此巨大,增长如此迅速,以至于必须采取新的方法,”国家点火装置(位于加利福尼亚州利弗莫尔的一个主要的聚变测试设施,专注于将激光束聚焦到小型燃料丸上以引发聚变)主任爱德华·摩西说。
从理论上讲,基于聚变的发电厂将提供答案。它们将以普通海水中发现的一种重氢为燃料,并且不会产生有害排放物——没有烟尘污染物,没有核废料,也没有温室气体。它们将利用太阳内部的力量为地球提供动力。
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然而,在实践中,聚变可能不会像物理学家们想象的那样改变世界。触发和控制自持聚变所需的技术已被证明是难以捉摸的。此外,第一批反应堆几乎肯定过于昂贵,无法在本世纪广泛部署。
摩西和其他人认为,利用聚变能的最快途径是采用混合方法,利用聚变反应来加速核废料中的裂变反应。在这种被称为LIFE(激光惯性聚变引擎的缩写)的方法中,强大的激光将其能量聚焦到小型燃料丸上。爆炸会点燃短暂的聚变爆发。来自这些聚变反应的中子向外传播,并撞击一层可裂变材料——普通核电站的乏燃料或贫铀(一种常见的弹药)。当这些中子撞击放射性废物时,它们会触发额外的衰变,从而产生热量用于能源生产,并加速材料分解成稳定的产物(从而也解决了核废料处置问题)。摩西声称他可以在2020年之前建造LIFE设计的工程原型,并在2030年之前将一个工作发电厂连接到电网。
换句话说,实用的聚变反应堆距离实现仅“大约20年后”。