核聚变发电

编辑:官兵网互动百科 时间:2020-07-10 10:25:20
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核聚变发电是21世纪正在研究中的重要技术,主要是把聚变燃料加热到1亿度以上高温,让它产生核聚变,然后利用热能。核聚变发电的最终实现还需很长的时间。
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核聚变发电
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核聚变发电我国核聚变装置的最新消息

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新华网合肥9月28日电(记者喻菲 蔡敏 程士华)世界领先的中国新一代热核聚变装置EAST28日首次成功完成了放电实验,获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。
负责这一项目的中国科学院等离子体所所长李建刚研究员在接受新华社记者采访时说,此次实验实现了装置内部1亿度高温,等离子体建立、圆截面放电等各阶段的物理实验,达到了预期效果。
工艺鉴定组专家、中科院基础科学研究局金铎研究员在实验后的新闻发布会上宣布,EAST通过国家“九五”大科学工程工艺鉴定。 参与EAST研究合作的美国通用原子能公司盖瑞·杰克逊博士说:“EAST成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置,它将在未来10年内保持世界先进水平。”
据了解,EAST装置是中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的。
记者在实验控制室看到,这个近似圆柱形的大型物体由特种无磁不锈钢建成,高约12米、直径约5米,据介绍其总重量达400吨。
李建刚研究员说,与国际同类实验装置相比,EAST是使用资金最少、建设速度最快、投入运行最早、运行后获得等离子放电最快的先进核聚变实验装置。
“这意味着人类在核聚能研究利用领域取得重大进步,也标志着中国在这一领域进入国际先进水平”,李建刚说。
人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。氢弹爆炸时释放出极大的能量,给人类带来的是灾难。而科学家们却希望发明一种装置,可以有效地控制“氢弹爆炸”的过程,让能量持续稳定的输出,以解决人类面临的能源短缺危机。
美、法等国在20世纪80年代中期发起了耗资46亿欧元的国际热核实验反应堆(ITER)计划,旨在建立世界上第一个受控热核聚变实验反应堆,为人类输送巨大的清洁能量。这一过程与太阳产生能量的过程类似,因此受控热核聚变实验装置也被俗称为“人造太阳”。
中国于2003年加入ITER计划。位于安徽合肥的中科院等离子体所是这个国际科技合作计划的国内主要承担单位,其研究建设的EAST装置稳定放电能力为创记录的1000秒,超过世界上所有正在建设的同类装置。
EAST大科学工程总经理万元熙教授说,与ITER相比,EAST在规模上小很多,但两者都是全超导非圆截面托卡马克,即两者的等离子体位形及主要的工程技术基础是相似的,而EAST至少比ITER早投入实验运行10至15年。因此,无论从人才培养和奠定工程技术及物理基础的角度上说,EAST都将为ITER计划做出重要的、实质性的贡献,并进而为人类开发和最终使用核聚变能做出重要贡献。
不过,万元熙研究员说,虽然“人造太阳”的奇观在实验室中初现,但离真正的商业运行还有相当长的距离,它所发出的电能在短时间内还不可能进入人们的家中。但他预测,根据目前世界各国的研究状况,这一梦想最快有可能在2040-2060年后实现。
万元熙说,未来的稳态运行的热核聚堆用于商业运行后,所产生的能量够人类用数亿年乃至数十亿年。从长远来看,核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源,人类将从“石油文明”走向“核能文明”。

核聚变发电核电发展总趋势

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中国正在加大能源结构调整力度。积极发展核电、风电、水电等清洁优质能源已刻不容缓。中国能源结构仍以煤炭为主体,清洁优质能源的比重偏低。
2014年中国运行核电机组22台,装机容量达2029.658万千瓦,核电发电量仅占全国发电量2.1%。在建的核电机组有26台,约2800万千瓦。预计到2020年前,中国在运核电装机达到5800万千瓦,在建3000万千瓦。到2050年,根据不同部门的估算,中国核电装机容量可以分为高中低三种方案:高方案为3.6亿千瓦(约占中国电力总装机容量的30%),中方案为2.4亿千瓦(约占中国电力总装机容量的20%),低方案为1.2亿千瓦(约占中国电力总装机容量的10%)。
中国国家发展改革委员会正在制定中国核电发展民用工业规划,准备到2020年中国电力总装机容量预计为9亿千瓦时,核电的比重将占电力总容量的4%,即是中国核电在2020年时将为3600-4000万千瓦。也就是说,到2020年中国将建成40座相当于大亚湾那样的百万千瓦级的核电站。
从核电发展总趋势来看,中国核电发展的技术路线和战略路线早已明确并正在执行,当前发展压水堆,中期发展快中子堆,远期发展聚变堆。具体地说就是,发展热中子反应堆核电站;为了充分利用铀资源,采用铀钚循环的技术路线,中期发展快中子增殖反应堆核电站;远期发展聚变堆核电站,从而基本上“永远”解决能源需求的矛盾。
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