聚变能源在我们的未来吗?

奥巴马的科学顾问说,美国在能源研究方面的投资严重不足。这包括聚变能。

更好地理解聚变反应可能有助于决定它们作为能源的实用性。

罗杰·雷斯梅耶 Getty Images

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约翰·霍尔德伦已经听过无数次老掉牙的笑话:聚变能源离我们只有30年——而且永远都是。尽管承诺一再落空,但早年曾作为物理学家研究聚变能的霍尔德伦坚信,聚变研究值得过去几十年投入的数十亿美元——这项工作应该继续下去。12月,《大众科学》采访了即将卸任的联邦科学和技术政策办公室主任霍尔德伦,讨论奥巴马政府的科学遗产。以下是他关于美国能源投资的一些观点的编辑摘录。

《大众科学》:我们在能源技术研究方面的投资是否足够?

约翰·霍尔德伦:我认为我们在能源研发方面的总体支出应该是在目前支出水平的三到四倍。每一项关于能源研发与挑战的严重性、机遇的大小以及我们因资金不足而未能追求的重要可能性的主要研究都得出结论,我们应该投入更多。


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但我们有专门的国家实验室——

我把国家实验室正在做的工作算作联邦政府努力的一部分。我们只是需要做得更多——这在各方面都是如此。我们需要在先进生物燃料方面做得更多。我们需要在碳捕获和封存方面做得更多。我们需要在先进核技术方面做得更多。我们需要在聚变方面做得更多,看在上帝的份上。

聚变?真的吗?

在我看来,聚变在2050年之前不会产生千瓦时,但是——

在过去的30年里,聚变难道不是一直都说还有30年吗?

实际上比那更糟。我从1966年开始研究聚变。我在麻省理工学院攻读等离子体物理学硕士学位,当时人们认为我们到1980年就能实现聚变。那时只剩下14年了。到1980年,又变成了还有20年。到2000年,又变成了还有35年。但如果你看看这段时期内聚变进展的速度,就设备性能而言,它比摩尔定律还要快——如果能有一种比裂变更清洁、更安全、更不易扩散的核能版本就好了。

我的立场并不是说我们知道聚变会在2050年或2075年成为一种有吸引力的能源,而是说值得在这方面投入一些资金,因为我们没有那么多基本上取之不尽用之不竭的能源选择。有可再生能源。还有高效的增殖反应堆,但就目前的技术而言,它们在需要相当于钚经济和大量武器可用材料的交易方面,有很多相当没有吸引力的特征。

另一个有趣的题外话是,如果我们真的要走向星空,唯一能带我们到达那里的推进力就是聚变。

我们是在谈论曲速引擎吗?

不,我指的是以接近光速的相当大的速度前往星空。

我们什么时候才能知道聚变是否会成功?

我们应该坚持ITER[一个位于法国的聚变项目]的原因是,它是目前产生燃烧等离子体的唯一希望,除非我们能够理解和掌握燃烧等离子体的物理学——一种产生足够聚变能量来维持其温度和密度的等离子体——否则我们不会知道聚变是否可以作为一种实用的能源来管理,无论是用于地面发电还是太空推进。我同意每五年认真审视一下聚变,并决定它是否仍然值得投入,但目前我认为它是值得的。

要阅读更多与约翰·霍尔德伦的对话——其中包括他对美国科学政策未来、脑科学持续进步前景等的评估——请访问www.ScientificAmerican.com/john-holdren

弗雷德·古特尔是《大众科学》的执行编辑,也是《物种的命运》(布卢姆斯伯里出版社)的作者。古特尔曾任《新闻周刊》副主编。他的写作和编辑作品为他赢得了美国杂志编辑协会的众多奖项和提名。他在《发现》杂志上发表的文章《沙中的谜题》被美国科学促进会评为1998年最佳杂志文章,他在《新闻周刊》上发表的关于俄罗斯接受世界核废料计划的文章《荒地》获得了海外记者俱乐部环境写作奖。

更多作者:弗雷德·古特尔
大众科学杂志 第316卷 第3期这篇文章最初以“聚变在我们的未来吗?”为标题发表于大众科学杂志 第316卷 第3期 (), 第17页
doi:10.1038/scientificamerican0317-17
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