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核聚變，這一被譽(yù)為終極清潔能源的技術(shù)，正逐步從理論走向現(xiàn)實(shí)。與化石燃料和可再生能源不同，核聚變通過模仿太陽發(fā)電過程，利用氫原子聚變產(chǎn)生電力，不僅潛力巨大，而且?guī)缀醪划a(chǎn)生有害排放或長期放射性廢物。然而，由于維持自持反應(yīng)所需的高溫和高壓帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)，核聚變一直未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。不過，隨著私營部門投資和研究的最新突破，這一進(jìn)程正在加速。其中，總部位于華盛頓的Helion Energy走在了這場革命的最前沿。Helion Energy制定了雄心勃勃的目...

近日，美國能源部 (DOE) 宣布為聚變創(chuàng)新研究引擎(FIRE)合作組織中的六個(gè)項(xiàng)目提供1.07億美元資金，同時(shí)，幾家私人資助的聚變公司也已完成基于里程碑的聚變開發(fā)計(jì)劃(里程碑計(jì)劃)的早期關(guān)鍵路徑科學(xué)和技術(shù)(S&T)里程碑。這兩個(gè)計(jì)劃均由DOE科學(xué)辦公室的聚變能源科學(xué)(FES)計(jì)劃管理，是美國加速實(shí)現(xiàn)商業(yè)聚變能源戰(zhàn)略的基石。美國能源部副部長戴維·特克表示，這些計(jì)劃的啟動是實(shí)現(xiàn)美國商業(yè)聚變能源十年愿景的關(guān)鍵步驟。通過與國家實(shí)驗(yàn)室、大學(xué)和私營...

埃隆·馬斯克計(jì)劃向迪拜一所科學(xué)研究所投資10億美元，專注于核聚變等前沿領(lǐng)域的研究。在阿聯(lián)酋訪問期間，埃羅爾·馬斯克接受采訪時(shí)表示，這所馬斯克研究所將深入研究重力、核聚變等前沿課題，同時(shí)努力留住該地區(qū)頂尖人才，以應(yīng)對全球人才流失的挑戰(zhàn)。埃羅爾表示，迪拜作為世界的中心之一，他們希望在這里建立一所科學(xué)院，為杰出思想家提供研究核聚變等前沿技術(shù)的機(jī)會。自SpaceX發(fā)射以來，馬斯克父子一直在探討建立該研究所的構(gòu)想，近年來，隨著對核聚變等...

一、聚變：重塑能源格局的關(guān)鍵力量在全球能源需求日益增長，傳統(tǒng)化石能源逐漸枯竭，環(huán)境污染問題愈發(fā)嚴(yán)峻的當(dāng)下，能源轉(zhuǎn)型迫在眉睫，核聚變作為一種幾乎取之不盡、用之不竭的清潔能源，無疑承載著人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的希望。核聚變的原理基于愛因斯坦著名的質(zhì)能方程E=mc² ，簡單來說，是兩個(gè)輕原子核，如氫的同位素氘和氚，在極端條件下聚合成一個(gè)重原子核的過程。在這個(gè)過程中，會有質(zhì)量虧損，根據(jù)質(zhì)能公式，虧損的質(zhì)量會轉(zhuǎn)化為巨大的能量釋放出來。而...

小環(huán)徑比球形托卡馬克(SMART)裝置首次成功產(chǎn)生了托卡馬克等離子體。這一進(jìn)展使通過受控核聚變反應(yīng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、清潔且?guī)缀鯚o限的能源又近了一步。該研究成果已于近日發(fā)表在新一期《核聚變》雜志上。SMART是由西班牙塞維利亞大學(xué)等離子體科學(xué)與聚變技術(shù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營的最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置。靈活的造型使SMART成為全球獨(dú)一無二的球形托卡馬克。該項(xiàng)目有望推動基于球形托卡馬克的緊湊型聚變發(fā)電廠的發(fā)展。項(xiàng)目研究員表示，SMART能...

俄羅斯科學(xué)家在熱核反應(yīng)堆材料生產(chǎn)方面取得重要進(jìn)展。NUST MISIS與JSC NIIEFA的專家攜手，開發(fā)出一種新技術(shù)，專門用于生產(chǎn)熱核反應(yīng)堆中面對等離子體的關(guān)鍵組件材料。這些組件在極端環(huán)境下工作，需承受高溫及氫同位素暴露等嚴(yán)苛條件，對材料性能要求極高。新技術(shù)結(jié)合了增材制造(3D打印)與經(jīng)典方法，成功制造出具有改進(jìn)特性的鎢和銅雙金屬復(fù)合材料。通過選擇性激光熔化技術(shù)(一種3D金屬打印方法)，科學(xué)家們首先制造出鎢多孔結(jié)構(gòu)，隨后在高溫下將銅注...

全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)1月20日獲得重大成果，首次實(shí)現(xiàn)1億攝氏度1066秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，再次創(chuàng)造了托卡馬克裝置新的世界紀(jì)錄。EAST裝置俗稱中國人造太陽，其目的是模擬太陽內(nèi)部的核聚變，在地球上通過可控的核聚變過程釋放大量能量。千秒量級，是聚變反應(yīng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)。但運(yùn)行時(shí)間越長，約束等離子體的難度就越高。此次實(shí)驗(yàn)超越千秒，意味著人類首次在實(shí)驗(yàn)裝置上模擬出未來聚變堆運(yùn)行所需的條件，這對未來聚變堆...

英國原子能管理局(UKAEA)的LIBRTI(鋰增殖氚創(chuàng)新)計(jì)劃近日宣布了一系列重大舉措，旨在加速聚變能源的發(fā)展。作為更廣泛的聚變未來計(jì)劃的一部分，耗資2億英鎊(約2.44億美元)的LIBRTI計(jì)劃致力于開拓聚變?nèi)剂系倪M(jìn)步，并通過國際合作提升整個(gè)行業(yè)的能力。為了應(yīng)對聚變反應(yīng)中氚供應(yīng)稀缺的挑戰(zhàn)，LIBRTI計(jì)劃訂購了關(guān)鍵設(shè)備——一個(gè)中子源。該中子源將成為在英國牛津郡卡勒姆校區(qū)建造的首個(gè)試驗(yàn)臺設(shè)施的支柱，由美國威斯康星州簡斯維爾的SHINE Technolo...

12月29日，Interesting Engineering報(bào)道了關(guān)于洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室(Los Alamos National Laboratory，LANL)的最新研究，LANL的研究人員正在探索一種新的方法來緩解聚變能開發(fā)中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，即失控電子對聚變反應(yīng)堆安全運(yùn)行的有害影響。失控電子的危害聚變反應(yīng)堆通過將較輕的原子核融合成一個(gè)較重的原子核來提取巨大的能量，洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室(LANL)在新聞發(fā)布會上說。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，科學(xué)家們需要創(chuàng)造一個(gè)超熱的等離子體，這是一種電子...

洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室(LANL)的研究人員正在探索一種創(chuàng)新方法，以緩解聚變能源開發(fā)中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)——失控電子的有害影響。聚變反應(yīng)堆通過將較輕的原子核聚變成較重的原子核來提取巨大能量，但在這一過程中，過熱等離子體(溫度超過1.5億攝氏度)的不穩(wěn)定性會導(dǎo)致電子失控，逃離磁場并與反應(yīng)堆壁相撞，造成潛在損害。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，洛斯阿拉莫斯的核聚變專家邁克爾·萊夫利(Michael Lively)提出了使用鎢霰彈槍的解決方案。該方法通過向反應(yīng)堆...

麻省理工學(xué)院衍生公司Commonwealth Fusion Systems (CFS)宣布計(jì)劃在弗吉尼亞州切斯特菲爾德縣建造世界上第一座電網(wǎng)級聚變發(fā)電廠。該公司的創(chuàng)始人于 2012 年在麻省理工學(xué)院的一間教室里首次構(gòu)思了他們的方法。CFS 目前正在將麻省理工學(xué)院研究實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一套先進(jìn)技術(shù)商業(yè)化。這座名為 ARC 的新聚變發(fā)電廠預(yù)計(jì)將于 2030 年代初投入使用，并產(chǎn)生約 400 兆瓦的清潔、無碳電力——足以為大型工業(yè)場所或約 150,000 戶家庭供電。該電廠將通...

加拿大首屈一指的核科學(xué)技術(shù)組織加拿大核實(shí)驗(yàn)室 (CNL)與卡爾斯魯厄理工學(xué)院 (KIT) 簽署協(xié)議，開展與聚變、材料特性和氫科學(xué)技術(shù)相關(guān)的合作研究。該協(xié)議旨在通過共同的科學(xué)使命來解決清潔能源和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的國家優(yōu)先事項(xiàng)，并作為一個(gè)框架，各國研究機(jī)構(gòu)可借此在共同感興趣的領(lǐng)域開展合作，利用各自的資源、設(shè)施和專業(yè)知識。根據(jù)協(xié)議條款，雙方將在氚分析、氚屏障和表面分析、氚燃料循環(huán)優(yōu)化、輻照材料特性和冶金以及氫安全等領(lǐng)域探索合作研...

近日，美國能源部、英國能源安全部及Net Zero與托卡馬克能源公司宣布了一項(xiàng)耗資5200萬美元的合作計(jì)劃，旨在升級ST40聚變設(shè)施。該計(jì)劃為期五年，三方將平等分擔(dān)資金，共同推進(jìn)核聚變研究，為未來聚變發(fā)電廠的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。此次升級的核心任務(wù)是在ST40聚變設(shè)施的內(nèi)壁涂上鋰元素，以實(shí)現(xiàn)更好的約束條件，延長核聚變反應(yīng)時(shí)間。托卡馬克能源公司表示，核聚變需要粒子足夠熱、足夠致密，并能長時(shí)間保持熱量以釋放凈能量。鋰涂層的加入將有望滿足這些條件，為...

11月29日，國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃的包層屏蔽模塊全球首發(fā)儀式在東方電氣集團(tuán)所屬東方重機(jī)舉行，首批48件包層屏蔽模塊以水陸聯(lián)運(yùn)方式發(fā)往法國，兌現(xiàn)國際承諾。ITER計(jì)劃被稱為全球最大的人造太陽，由中國與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同實(shí)施，位于法國卡達(dá)拉舍，將模擬太陽內(nèi)部的核聚變過程，探索聚變能發(fā)電的科學(xué)和工程技術(shù)可行性。作為新質(zhì)生產(chǎn)力的重要一環(huán)，可控核聚變具有無限、經(jīng)濟(jì)、可計(jì)劃、清潔、安全等諸多優(yōu)點(diǎn)，是解決能源及...

韓國科技部周五宣布，韓國已完成國際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(ITER)項(xiàng)目中真空容器部件的生產(chǎn)。ITER項(xiàng)目旨在實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠規(guī)模的聚變發(fā)電，其中托卡馬克裝置是核心設(shè)備，其運(yùn)行原理與太陽能相同，旨在驗(yàn)證聚變作為大規(guī)模無碳能源的可行性。韓國作為ITER項(xiàng)目聯(lián)盟的成員，與其他國家包括歐盟、美國、俄羅斯、中國、日本和印度共同參與該項(xiàng)目。由于歐盟生產(chǎn)延遲，韓國除了原計(jì)劃的兩個(gè)真空容器外，又額外生產(chǎn)了兩個(gè)。這些真空容器是ITER的核心設(shè)備，為等離子體創(chuàng)造...