核融合出现新转折

2017/2/3 11:14:57

随着我国核能规模化发展，核电站乏燃料产生量日益增加。按照我国核电中长期发展规划目标，2020年我国大陆运行核电装机容量将达到5800万千瓦，乏燃料累积量将达到7000余吨，2025年累积量将达到14000余吨。

“早在上世纪80年代，我国就确定了核燃料‘闭合循环’和‘核能发展必须相应发展后处理’的技术路线。”我国核工业行业管理部门——国家原子能机构秘书长刘永德在接受科技日报记者采访时表示，经过多年努力，我国乏燃料后处理、贮存和运输科研攻关和能力建设均取得了积极进展，有效保障了核电站乏燃料安全，为推动核工业跨越发展奠定了坚实基础。

核电发展的重要环节

铀矿是核电的“粮食”。但铀矿中可用于热堆电站（如压水堆）发电的铀－235，在铀矿里的富集度仅约0.7%。

在一个正在努力戒掉对石化燃料的上瘾、并且满足日益成长的能源需求的世界中，有一种技术在发展中，几乎听起来太好以至于不能成真，那就是核融合(nuclear fusion)。

如果做得到的话，核融合动力会以接近无限的燃料来源，来提供非常大量的干净能源，以及差不多是零碳排放；那是如果做得到的话。不过世界上有一些研究团队花上数十亿美元，来确保可以做到核融合。

去年2月，文德尔施泰因7-X (Wendelstein 7-X)设备正式启用，开始了核融合能源研究的新单元。

这是在德国格赖夫斯瓦尔德市(Greifswald)建造的一座价值10亿欧元(14亿澳币，10.6亿美元)的实验性核融合反应炉，用来测试一个名为仿星器(stellarator)的反应炉设计。

计划到2021年左右，将能够持续运转达30分钟；对核融合反应炉来说，这是一项纪录。这是展示未来核融合发电厂基本特点的重要一步：连续运转。

但是文德尔施泰因7-X反应炉不是唯一的反应炉。法国南部正在建造一座国际热核融合实验反应炉(ITER)，是价值200亿美元(267亿澳币)的实验性核融合反应炉，使用一种名为叫做托卡马克(tokamak)的不同设计。

然而，即使文德尔施泰因7-X反应炉和国际热核融合实验反应炉采用不同的设计，这两项计划是互补的，而且在一座反应炉的创新，很可能转移成最终运转的核融合发电厂。

核融合能源试图复制为太阳提供动力的反应。在太阳里的两个非常轻的原子，例如氢或氦，融合在一起。

所得到的融合原子最终比原来的两个原子稍微轻一点，而根据爱因斯坦公式E = mc²，质量差被转换为能量。

困难之处在于激发两个原子融合时，需要加热到摄氏几百万度。

含有这种过热燃料是不容易的，因此，它被转变成热离子气体，电浆。电浆可以被包含在磁场内，所以不会真的接触到内部的反应炉。