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人类新能源前景:核聚变
发布日期:2012-06-19

 

想象有这样一种能源,它可开发、可持续、安全可靠且取之不尽,但与此同时,这种“理想”能源要最终实现商业化,可能需要花费数以十万计的美元。
这就是某些民族/国家所苦思冥想的难题:是否将价格昂贵但蕴藏巨大价值的核聚变研究持续下去。这种研究一旦成功,人类便可以给太阳和星星的能量套上缰绳,从中获取史无前例的巨大能源。世界各国科学家正试图在实验室中再现这一过程,但却不得不面对各种阻力。
“尽管核聚变存在着极为诱人的好处,但它在很大程度上都被能源政策的讨论所忽略,因为人们认为这种技术太不成熟,无法在亟需能源的未来几十年中发挥较大的作用。”亚劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)表示。该实验室为美国促进核聚变实现商业化的35亿美元投入的一部分,它表示,美国在“打破当前局面的过程中处于独特的地位”。
要分清的一点是,核聚变不同于核裂变,后者是目前世界核反应堆制造能量的形式。在裂变中,原子核被分裂;而在聚变中,原子核则相互结合——到目前为止,后一种过程消耗的能量仍然多于产生的能量。而科学研究的目的则是将氢气加热到1亿多摄氏度,以使原子核结合,而非弹开。
如果科学家们能够取得成功,最终成果将是普通化学反应(如化石燃料的燃烧)所释放能量的1,000万倍。且此过程无碳排放,也不会产生需要处理的高放射性废物。
为此,一国际财团已在核聚变研发上斥资200亿美元。国际热核实验反应堆(International Nuclear Fusion Project,以下简称ITER)目标在2019年前在法国建成一座示范性反应堆。其所有的成员国,包括欧盟、美国、俄罗斯、日本、中国、印度和韩国都将参加,共享出各自的资源,为这一概念实现规模化生产所需的科学与工程技术埋单。
这些参与者投资ITER或进行本国的核聚变研究能得到什么好处呢?其中之一是磁体技术,该技术应用于医疗设备,如可以让医生透视大脑内部的核磁成像技术。
ITER组织沟通总监迈克尔·克拉森(Michael Claessens)在一封电子邮件中答复记者时如是说,并指出另外还有超导和先进材料领域,且诸如此类的额外好处还将在未来逐渐显现,正如所有高层次的研究一样。
要将法国的演示反应堆建成,ITER总共需要在2020年前花掉130亿欧元,约合170亿美元。算到每个ITER成员国头上相当于“各自公共研究和发展支出的1%”,克拉森介绍说,“所有ITER成员过都将此种投入视为优良投资。该技术事关地球上的一种新的能源,它将是安全可靠的,同时也能限制化石燃料的使用,并且对环境负责。”
 

但也有一些人对和核聚变的态度更为冷淡——如果不是彻底否定的话。争论的核心是这一过程能否最终产生足够的热量将核聚变反应保持下去,而要实现核聚变商业化,该过程必不可少。
在这里,争论分成两个方面:知识和花费。美国国家科学院(the National Academy)表示该领域仍处于“早期阶段”,尚面临重重问题。再就是欧洲议会绿党称,在日本福岛核事故的背景下,欧盟对ITER的投入不仅仅是执迷不悟,而且无异于“一个倒计时中的预算定时炸弹”。
“核聚变永远都无法成为切实可行的能源,因为它需要大量的资源和技术资本,”钍能源联盟(Thorium Energy Alliance)执行总监约翰·库奇(John Kutsch)在接受记者采访时说,“核聚变理论上看似强大,但到了实践的关头,你就会发现它超出我们的能力之外。”
好消息是,一些技术障碍正在得到解决。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室3月份时宣布,它已成功越过了一个意义相当于“突破音障”的里程碑。其他如田纳西州的橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)正试图研究出“冷核聚变”,即一种低温核反应。
核聚变的倡导者认为这种技术是可以被征服的,需要进步的其实是政治观念。
他们表示,目前全球能源市场的估价为每年3万亿美元,而随着发展中国家逐步实现经济现代化,这一数额将成比例扩大。他们认为,其中大部分来自于化石燃料的燃烧,任何能将其比下去的能源都将有助于人类生存条件和环境的改善。
阻力比比皆是。但核聚变的科学家和研究人员拥有坚定的信念,他们认为这样的重大突破需要坚定不移的奉献精神和稳定的公共资源供应。
 

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