從上世紀蘇聯(lián)率先建立發(fā)電站以來,核能利用已經(jīng)過了半個多世紀了,可是如今對核能的利用依舊是非常的片面。
(資料圖片僅供參考)
在核能利用,目前僅有一條腿在走路,只有核裂變反應堆實現(xiàn)了商業(yè)化運營,可是核聚變反應堆還躺在實驗室里,盡管投資巨大,可核聚變反應堆依舊是距離遙遠,實驗中失敗了一次又一次的核聚變反應堆,一度讓科研人員感到了無能為力。
事實上原子能的利用,至今還僅僅只是停留在表面,對于深入利用原子能,需要科技的進步,更是需要基礎科學的發(fā)展,可這兩樣在進入新世紀以來,似乎都停滯了。
特別是基礎科學方面,原子能的研究理論至今還是基本停留在二十世紀的基礎之上,這讓核聚變反應堆想要實驗成功,可謂是相當困難。
如今美國的核聚變反應堆實驗取得了突破,那么從這一點來看,商用核聚變發(fā)電距離現(xiàn)在還有多遙遠呢?
一、核聚變發(fā)電屢屢失敗
原子能的理論在上世紀漸漸成熟后,核聚變在理論上,已經(jīng)達到了一定高度,可是想要實現(xiàn)核聚變,似乎只能利用氫彈了,氫彈的點火需要首先利用鈾裂變放能來帶動,這便讓核聚變的成本不僅很高,還不具備可持續(xù)性。
要知道鈾作為裂變反應堆的關鍵,在地球上的儲量是非常有限的,如此開放裂變反應堆,那么不足百余年,鈾礦資源便會耗盡,屆時核能的發(fā)展就會遇到瓶頸。為了能讓核能發(fā)展實現(xiàn)持續(xù)化,就必須要讓核能的利用擺脫鈾元素的依賴,這讓以氫氦為基礎的核聚變反應堆進入了科研人員的眼簾。
想要實現(xiàn)核聚變反應堆,從上世紀的摸索來看,難度一度相當之高,不僅需要在材料上實現(xiàn)突破,還需要在核聚變反應堆理論上進行新突破,這讓激光點火技術在這一背景下被提了出來。
激光點火技術在核聚變反應堆的發(fā)展中,盡管提出的早,可是在實驗中一直出現(xiàn)各種各樣的問題,這也是不少專家坦言目前對核聚變的實驗依舊還是在探索階段。
不過想要透過激光來真正點燃核反應堆,對激光發(fā)射器的要求非常高,這要求激光發(fā)射器能夠發(fā)射出極高溫度的激光,同時還要穩(wěn)定持續(xù)一段時間,保證核聚變反應堆能夠順利點火,讓核聚變反應得以持續(xù)。
核聚變反應堆中心通常都超過一億度,這讓核聚變反應堆的搭建材料成了一個難題,于是磁約束技術在這時成為了搭建核反應堆外殼的重要理論依據(jù),可這兩個理論在不斷成熟的過程中,核聚變反應堆的實驗卻依舊是難有進展,主要還是因為核聚變在點火的過程中,就頻頻出現(xiàn)問題,這也成了核聚變反應堆走出實驗室的一個攔路虎。
二、距離商業(yè)化應用依舊遙遠
為了能夠在利用核能中占據(jù)有利位置,早在蘇聯(lián)建立第一座核電站的時候,同是超級大國的美國就開始了追趕。
在順利突破了核裂變反應堆技術后,美國便在核聚變反應堆的實驗上,持續(xù)投入了半個多世紀,至今還是距離走出實驗室尚有很長一段距離,這讓美國科研人員在屢屢嘗試下,選用了當今最為精密的激光點火系統(tǒng)來作為核聚變反應堆的點火裝置。
在美國勞倫斯利弗莫爾實驗室中,這臺世界上至今為止最為精密的激光點火系統(tǒng),已經(jīng)準備就緒,準備對一個慣性約束性核反應堆進行點火試驗。
這一次點火試驗中,為了提高成功率,將核反應材料包裹在了一個圓柱形的空腔膠囊中,等待著被激光點火系統(tǒng)發(fā)射的高溫光束點燃。點燃試驗中,激光光束發(fā)射出來的光束很快會形成一種等離子能,促使空腔膠囊升溫,在達到聚變反應溫度后,在停止發(fā)射激光的基礎上,核反應堆的溫度會不斷上升,證實核聚變反應在有序進行。
盡管這一試驗還在準備階段,可是這一次試驗的成功,勢必會證明激光點燃核聚變反應的可行性,同時也讓可控核聚變反應堆真實地走入到了現(xiàn)實中,這對于當今的能源危機,可謂是釋放了一個好消息,也算是美國在核聚變反應堆技術探索中的一個重大突破。
看到美國即將準備進行的這一試驗后,不少原子能專家還是表示,激光點燃核反應堆并不是件難事,難題卻是如何讓核聚變反應堆走向商業(yè)化。
就目前來看,這項技術還遠遠不夠成熟,起起碼也需要半個世紀的磨練,可以說商用還距離我們很遠。從核聚變反應堆在實驗室中成功的艱難,便可以感受到核聚變反應堆想要真正實現(xiàn)商業(yè)化運營還是一件十分遙遠的事。
核聚變反應堆作為當今清潔能源發(fā)展的在一個重點,它從發(fā)現(xiàn)到實驗可謂是屢經(jīng)波折,特別是在實驗中,隨著對核聚變反應堆技術的研究深入,發(fā)現(xiàn)了很多技術問題是需要突破的,這也需要有足夠的時間去突破。于是核聚變反應堆盡管在當今還是一個新概念,可在不久的將來,它便能夠真正地走向發(fā)電的前沿,成為真正能夠得到大規(guī)模使用的一種清潔能源。
關鍵詞: 核反應堆
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