中國會在核融合競賽中超越美國嗎?



核融合中的等離子體

美國和其他西方國家數十年來致力於研究使核聚變成為可能並具有商業可行性的技術。歐洲已經啟動了大型 ITER 項目,現在甚至不知道它是否會啟動。

現在,中國也試圖在這一領域佔據領先地位,為此,中國為該領域的實驗室和公司提供的貢獻是美國的兩倍。

近年來誕生的勢頭,基於一些偉大的發現

全球範圍內為克服工程挑戰、在不冒災難和輻射風險的情況下從核反應中獲取零排放能源的競賽已經升溫。美國和其他西方國家幾十年來一直致力於研究使核聚變成為可能並具有商業可行性的技術。現在,中國正試圖在這場競賽中佔上風,並且至少在一個領域處於領先地位:政府在研發方面的支出。

中國每年在聚變研究上花費約15億美元。美國能源部聚變能源科學辦公室主任 JP 阿蘭對《華爾街日報》表示,這幾乎是美國政府今年核融合預算的兩倍。

中國似乎也堅持與 2020 年開始的美國科學和工程路線圖類似的研究議程。

儘管核融合早已被認為完全不含碳和副產品,並且地球上氫源原子豐富,但在地球上複製太陽的自然聚變發電過程幾十年來一直是一個挑戰。

尚未定義的流程

正如我們多次說過的那樣,核聚變,透過氫原子結合獲得氦氣,釋放大量能量,但需要克服重大的技術問題,因為聚變要么發生在非常高的溫度和壓力下,要么發生在特定的場合。

2022 年底, 勞倫斯利弗莫爾國家實驗室首次在實驗室環境中展示聚變點火,創造了歷史——這是人們期待了 60 年的成就。釋放的聚變能量大於啟動反應所提供的雷射能量,超過了開啟閾值。

自 2022 年以來,LLNL 的國家點火設施 (NIF) 迄今已實現點火四次,這讓科學家們看到了核融合能源不再像幾十年來那樣只是一個白日夢。

LLNL 使用雷射產生聚變反應,這是另一種聚變方法。實現聚變點火最廣泛的技術是所謂的託卡馬克,一種利用磁場限制等離子體的機器。據美國能源部稱,聚變能源科學家認為託卡馬克是未來聚變發電廠的首要等離子體約束概念。

在LLNL實現首次點火的幾個月前,美國政府啟動了美國2022年商業聚變能源大膽十年願景,以加速商業聚變能源的可行性,但中國在聚變技術的競賽中正在迎頭趕上。

中國正在合肥建造聚變技術綜合研究設施(CRAFT) ,該計畫將開發和測試聚變能反應器的關鍵零件。該設施預計將於 2025 年竣工。

上個月,中國奇點能源公司表示,其研發建造的全球首個全超導高溫託卡馬克裝置已成功實現首次等離子注入,甚至獲得能量。

HH700,奇點託卡馬克

託卡馬克HH70

中國還有一個國家聚變聯盟,其中一些最大的工業公司在聚變技術方面合作。

美國有幾家大型私人聚變公司,其中包括聯邦聚變系統公司 (CFS),該公司剛剛與美國能源部簽署了一項價值 1500 萬美元的協議,以實現聚變能源商業化的研發目標。

CFS 執行長兼聯合創始人Bob Mumgaard 上個月表示,美國政府支持聚變能源的里程碑計畫激勵措施「可以幫助我們繼續逐步實現到2030 年代初建造第一座聚變發電廠的目標」。

曾在中國核融合諮詢委員會任職的麻省理工學院工程學教授丹尼斯·懷特對《華爾街日報》表示,中國在該領域「幾乎毫無進展」數十年之後,在核融合方面取得了長足進步。

「不要低估他們跟上進度的能力,」懷特說。此外,中國的目標是到2030年獲得用於商業聚變的原型反應器。


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這是在 Thu, 11 Jul 2024 15:14:17 +0000 在 https://scenarieconomici.it/la-cina-superera-gli-usa-nella-corsa-alla-fusione-nucleare/ 的報紙 “Scenari Economici” 上發表的文章的翻譯。