想要给城市提供电能,驱动城市电力高速发展,产生大量可持续的零碳能源,这个过程被称为核聚变。
据麻省理工学院(MIT)的研究人员介绍,正在与一家名为Commonwealth Fusion Systems(CFS)的新型私营公司合作,开展一项最新的研究项目,该项目的最终目标是建立一个紧凑的、功能齐全的聚变反应堆,称为托卡马克,可安装在卡车上,并产生超高功率。
但第一步是创建“世界上最强大的超导电磁体”,这是建造反应堆的关键部件。在来自CFS的3000万美元的资金支持下,MIT团队希望在未来三年内完成该项目的第一阶段。
Cool!什么是聚变能呢?
核聚变是指由质量小的原子,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。
如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如氢弹爆炸。
研究人员认为,他们可以用氢原子等常见原子创造这一过程。然而,为了从反应中产生净能量,首先需要产生极高的温度,使氢变成等离子状态(一种能量极高的能量原子被剥夺了电子的物质状态),在这个状态下,当释放电子时,等离子体就变成导电的,并且可以被磁场控制。
要注意的是,过热的等离子体会立即燃烧与之接触的任何容器。当然,研究人员可以在不接触反应堆壁的情况下,将过热的等离子体保持在适当的位置。
世界上最强的电磁铁
在接下来的三年里,麻省理工计划建造的电磁铁,其强度比之前用于融合实验的任何磁铁都强四倍。磁体将由一种叫做钇钡铜氧化物的新型超导材料制成。研究人员将把这些磁体安装在一个名为Sparc的原型核聚变反应堆中,该核反应堆能够产生1亿瓦功率,足够可持续的为小城市供电(零碳能源)。
根据麻省理工学院的声明,世界上第一个功能融合工厂可能在15年内投入运行。