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最安全的核能:太陽火焰  

2013-01-28 23:16:21|  分类: 尖端科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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最安全的核能:太陽火焰 - 亿能 - 亿能部落格--星际事务先锋的博客

月亮城使用核能太阳的场景,图片来自有网络

 

By 吳宗達   | 7 十一月 2011

20年來,科學家苦思探索,以太陽為藍圖的核融合;但究竟要到什麼時候,這項科技才可以真的實際應用?到目前為止還沒有任何答案。

大部份人一聽到核能,都會想起引起福島核災的核分裂電廠;但其實還有另一種核能,一種每個人都一定都體驗到他威力的核融合能源:太陽。太陽本身就是一個巨大的反應爐,一直以來,科學家打算將太陽這顆受控制的核融合反應爐當成藍本,以建造出一種近乎取之不盡、用之不竭的能源。

距今20年前的1991年11月9號,歐洲的實驗反應爐JET(Joint European Torus),於英國的Abingdon首次成功點燃太陽之火,釋放核融合能。

兩加侖的水和半磅的礦石,理論上便包含一個家庭整年用電所需的原料。當然若要使用這些原料,以獲得能源,還有許多前提。基本上核融合電廠從中獲取重氫元素:重氫和氚,以融合成貴氣體:氦。重氫可以從水中輕易取得,氚則可從岩石中的輕金屬鋰轉化出。

接著最困難的地方來了,為了使太陽火焰在反應爐中維持,並須將氣體形態的燃料加溫至攝氏1億度:這幾乎是太陽中心溫度的10倍。

高熱的等離子(plasma)必須從巨大的磁場中取出,並完全無觸碰的封閉於反應爐的燃燒室內。假如它接觸到反應爐的內壁,將使它急速降溫,核融合便無法成功。

依照目前的技術,還沒有辦法將理論和實踐結合在一起。

1991年JET僅成功燃燒約兩秒:釋放出的核融合能量,大約為2百萬瓦 ──連為加熱等離子,所耗用能量的十分之一都不到。六年後(1997),JET達成直至目前為止,核融合反應爐的世界紀錄:取得16百萬瓦,約為加熱時,所付出的3分之2能量。

JET對於能源生產的效率還太差。因此目前由歐洲、日本、俄國、美國、中國、南韓和印度共同出資,正在法國Cadarache建造的ITER測試反應爐,預計2025年完成,到時應該可以產生10倍於加熱所需的能量。

贊成核融合計劃的人表示,核融合有一天,將可以取代核分裂今天的角色。「核融合擁有所有核分裂電場的優點和近乎看不到的缺點。」ITER的副局長Remmelt Haange強調。因為核融合的燃料和核分裂所使用的鈾相對便宜;而且到處都有,將不會有獨佔性的問題。

並且只產生少量和存在週期極短的放射性物質,再也不需要去尋找核分裂廢料的永久儲存點。此外在運行中,完全不會排放任何廢氣。更不用擔心,核心融化的問題發生,因為運行中的等離子可以立刻降溫,使它瞬間完全衰退。

反對者則懷疑,花費是否值得。單獨ITER的花費,從剛開始計畫的50億歐元,已提升到目前超出原本預算三倍的160億。而技術離實際應用,還要最少數十年的時間。「核融合在2050年前,絕不會是個符合經濟效益的選擇。」綠色和平環境組織的核能專家Heinz Smital表示。「到那個時候,我們的主要能源早就轉為使用再生能源,不一定有必要使用核融合能源。」

即便ITER的副局長Haange,也不把核融合視為能源危機的主要解決方案。但Haange也強調:「我們沒法放棄研究核融合,特別是,當它的燃料地球上隨處可見:水和石頭。」

核融合能源取代核分裂的日子,離我們還很遠;乾淨的核能,遙遙無期。

 

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取代核分裂, , 安全, , 核融合,
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