英擬建世界首座核聚變電廠

科技日報北京10月14日電 （記者劉霞）據英國《自然》雜誌近日報道，英國政府近日宣佈，將投資兩億英鎊（2.48億美元）建造全球首個商用核聚變發電廠，希望到2040年實現核聚變能源生產的商業化。

核聚變反應就是兩個較輕的原子核聚合成一個較重的原子核時，質量虧損，釋放出能量的過程。太陽內部進行的就是氫氦聚變過程。聚變能具有資源無限、不污染環境、不產生高放射性核廢料等優點，一直被描述為能源領域的“聖盃”。但目前，還沒有反應堆能實現反應中產生的能量超過點燃反應所需要的能量，目前正在法國南部進行的“國際熱核聚變實驗堆”（ITER）項目旨在於2035年實現這一目標。

而英國更進一步，建造可以利用核聚變發電的電廠——“能源生產用球形託卡馬克”（STEP）。在接下來的4年中，庫勒姆聚變能源中心的科學家將為STEP設計詳細方案，該發電廠預計能產生數百兆瓦的淨電能，並擬21世紀40年代初開始運行。整個項目預計將耗資數十億英鎊。

像ITER一樣，STEP也將基於“託卡馬克”設計——使用磁場限制氫的重同位素氚和氘的等離子體，讓其在極端高温和高壓下相互融合，產生聚變能。不過，ITER的託卡馬克是甜甜圈形狀的裝置，而STEP則將這些超熱的氣體置於更緊湊的蘋果核形狀的裝置中。此外，STEP的尺寸更小（全長約10米）。科學家們認為，縮小尺寸可以降低製造成本。但縮小尺寸也會帶來問題，比如，如何在更小的表面積上管理等離子體的極端熱量等。麻省理工學院的等離子體物理學家安妮⋅懷特説，製造更緊湊的託卡馬克裝置是一個冒險的選擇。ITER的託卡馬克裝置問題應該不大，因為它的設計已被廣泛研究，但球形託卡馬克裝置還有許多未知數，“這意味着存在更多風險。”