

英国牛津市附近的科学家和工程师今天宣布,他们创造了一项核聚变能源记录,使这种清洁、未来的能源离现实又近了一步。
科学家们利用欧洲联合环面(JET)——一个巨大的、甜甜圈形状的机器,被称为托卡马克——在只用0.2毫克燃料的情况下,在5秒内保持了创纪录的69兆焦耳的聚变能。
这足以为大约1.2万户家庭提供相同时间的电力。
核聚变与为太阳和其他恒星提供能量的过程相同,被广泛视为清洁能源的圣杯。
几十年来,专家们一直在努力掌握地球上这个高度复杂的过程,如果他们做到了,核聚变可以用很少的燃料投入产生巨大的能量,并且在这个过程中零排放导致地球变暖的碳。
科学家们给托卡马克注入了氘和氚,这是氢的变体,未来的商业核聚变工厂最有可能使用。
为了产生聚变能,研究小组将机器的温度提高到1.5亿摄氏度——大约是太阳核心温度的10倍。
这种极端的热量迫使氘和氚融合在一起,形成氦,这一过程反过来又释放出大量的热量。
托卡马克内衬有强大的磁铁,可以将等离子体固定在里面。
然后利用这些热量来发电。
这是JET的最后一次实验,它已经运行了40多年。由300名专家组成的欧洲核聚变联盟的首席执行官Ambrogio Fasoli说,它的最后一次实验——也是新的记录——对新的核聚变项目来说是一个有希望的消息。
他提到了在法国南部建造的世界上最大的托卡马克ITER,以及计划效仿ITER的DEMO,后者的目标是产生更多的能量,就像核聚变装置的原型一样。
法索利在一份声明中说:“我们成功地展示了未来核聚变机器(如ITER和DEMO)的运行场景,并得到了新能源记录的验证,为核聚变能源的发展注入了更大的信心。”
虽然核聚变能源可能会改变气候危机的局面——气候危机主要是由人类燃烧化石燃料引起的——但这项技术可能还需要很多年才能商业化。
曼彻斯特大学(University of Manchester)的核聚变研究员阿尼卡·汗(Aneeqa Khan)表示,等到它完全开发出来时,再把它作为应对气候变化的主要工具就太晚了。
无数的挑战依然存在。
例如,可汗指出,该团队在进行实验时使用的能量比它产生的能量要多。
“这是一个伟大的科学成果,但我们离商业核聚变还有一段路要走。建造核聚变发电厂还面临许多工程和材料方面的挑战。”
“然而,对核聚变的投资正在增加,我们正在取得真正的进展。我们需要培训大量具备该领域工作技能的人员,我希望这项技术能在本世纪下半叶得到应用。”
这一记录公布的同一天,欧盟的气候和天气监测服务机构哥白尼(Copernicus)证实,全球气温在12个月内首次突破了1.5摄氏度的全球变暖阈值。
科学家们更关心的是超过这一阈值的长期变暖,但它象征性地提醒人们,世界正朝着难以适应的气候变化水平飞奔而去。
气候科学表明,世界必须在本十年中将温室气体排放量减少近一半,并在2050年达到零净排放,以防止全球变暖螺旋式上升至灾难性水平。
这意味着要迅速摆脱煤炭、石油和天然气等化石燃料。