英国孵化器计划建造世界上第一座核电站

英国已开始建造世界上第一个原型商业聚变反应堆的竞赛。英国政府于10月3日宣布投资2亿英镑(2.48亿美元)。

即使没有聚变设施能够产生比运行所需更多的能量,但世界各国政府已经在研究如何建造商业反应堆。英国提案的设计和时间表都使其成为最雄心勃勃的提案。

世界上最大的聚变实验ITER的首席科学家蒂姆·卢斯(Tim Luce)说:“这足够了,我不知道,但这确实是一笔钱。”该研究得到了国际合作的支持。如果现金继续用于最终设备的关键要素的原型制作,那应该给英国“一个很好的开始”?他说。

在接下来的四年中,位于牛津附近的库勒姆聚变能源中心的科学家将为能源生产用球形托卡马克(STEP)进行详细设计,该工厂能够产生数百兆瓦的纯净电能,并将启动并运行到2040年代初。如果决定继续建造该设施,那么账单将高达数十亿英镑。

运营库伦(Culham)中心的英国原子能管理局(UKAEA)的STEP计划主任霍华德·威尔逊(Howard Wilson)说:“这是雄心勃勃的,但冒险的,但我认为融合计划必须如此。”

氢原子向氦中的核聚变(为太阳提供动力的过程)保证了清洁能源的无限供应。但是,还没有一家工厂能够达到反应产生比生产所需更多能量的热量和限制水平。正在法国南部进行的国际ITER实验旨在于2035年实现这一目标。STEP项目的目标是更进一步:创建一个可以利用聚变发电的工厂。只有ITER成功,科学家才能知道原型商业工厂(如STEP)是否真正可行。

设计紧凑

像ITER一样,计划中的英国设施将基于“ okamak”设计,该设计使用磁场限制氢,tri和氘的重同位素的等离子体,氢,hydrogen和氘的重同位素在极端的高温和高压下融合。但是,尽管ITER托卡马克是甜甜圈状的,但STEP会采用自1990年代以来在英国试用的方法,该方法将过热气体保持为更紧凑的果核形状。

科学家们希望规模较小的设施(占地约10米)会更便宜。但是减小尺寸也会带来问题,例如如何在较小的表面积上管理等离子体的极端热量。

剑桥麻省理工学院的等离子体物理学家安妮·怀特(Anne White)说,制造更紧凑的托卡马克是一种冒险的选择。物理学家有信心ITER托卡马克将按计划工作,因为它的设计已得到广泛研究。她说,但是对于球形托卡马克来说,还有许多未知数。“这意味着存在更多的风险,但另一方面,也可能意味着有更多的发现可能还有更多的要优化。”

英国只是计划建造商业反应堆的众多国家之一。中国称为中国聚变工程测试反应堆的设施最早可在2035年投入使用,欧洲核动力实验组织的继任者DEMO计划在2050年代投入使用。世界各地的许多公司也希望实现更紧凑的设计。

往前想

STEP的现金来自去年10月时任总理特蕾莎·梅(Theresa May)政府宣布的2000万英镑,该基金为设计的第一年提供了资金。Culham中心首席执行官兼UKAEA负责人伊恩·查普曼(Ian Chapman)表示,到2024年之后,设施开发的后续阶段将涉及公共和私人投资。

英国未来在国际热核实验堆中的角色仍然不确定,因为其成员来自欧洲原子能共同体(Euratom),英国政府计划在该国退出欧盟后撤离。30多年来,库勒姆(Culham)主持了由欧盟资助的联合欧洲环面(JET),该试验正在为ITER测试燃料技术。卢斯说,尽管政府已经表示希望找到一种方法来保留ITER的地位,但STEP的投资有助于使英国在融合方面长期存在的专业知识过时。他补充说:“要获得ITER的投资回报,各国需要国内专业知识和前进的道路。”

查普曼坚持认为,STEP项目并不是关于英国试图独自进行。国际热核实验堆(中国,欧盟,印度,日本,韩国,俄罗斯和美国)的七个合作伙伴中的每一个都在致力于设计商业反应堆,建立供应链并开发国内专业知识以利用核聚变的下一阶段他说,发展。“不应该”将STEP视为拒绝我们进行国际合作的标志。 / p>

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