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未来能源:可控核聚变是人类终极能源,主流技术路线是托卡马克(40页报告)
联系电话:13699799697(微信) | 联系电话:13699799697(微信)佚名 | 发布时间: 2026-01-02 | 42 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:


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聚变能源具有无污染、能量密度大、燃料丰富等优点,被认为是人类未来的终极能源

.聚变反应不会向大气中排放二氧化碳或其他温室气体,符合清洁能源低碳环保大趋势

材料行业、高温超导、激光器和脉冲功率系统等取得的巨大进步,为各聚变方向带来最终突破的可能性

因此,近年来政府和创业公司在各种路线探索上加大了投入,聚变能源目前已进入工程化落地关键期,有望在未来10-30年实现重大突破

核反应主要分为两大类:1)核裂变:重元素的原子核分裂为质量较轻元素的原子核时所释放的能量,称为核裂变能;

2)核聚变:小质量元素的原子核聚合成为重核所释放的能量,称为核聚变能。

与核裂变相比:

1)核聚变能量密度大

聚变每公斤燃料产生的能量是裂变的4倍,是石油或煤炭的近400万倍。

2)核聚变燃料丰富

氘可以从海水中廉价提取,而氚可以通过聚变产生的中子与天然丰富的锂反应产生。

3)核聚变安全可靠

核聚变难以启动和维持,只能在严格的操作条件下发生,超出条件(例如事故或系统故障)反应将自然终止。

4)核聚变清洁环保

核聚变不会生成二氧化碳或其他温室气体,同时也不会像核裂变一样产生高放射性、长衰变期的核废料。

国内进展:

1.我国在磁约束核聚变技术方面进行了大量研究,实验装置包括东方超环"EAST"、中国环流器二号M"HL-2M"等。2.2022年10月,中核集团核工业南物理研究院"HL-2M"装置等离子体电流突破100万安培(1兆安),创造了我国可控核聚变装置运行新纪录。

3.2023年4月,中国科学院等离子体物理研究所"EAST"装置成功实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录。

国际进展:

1.2006年,国际热核聚变实验堆(ITER)项目正式启动,由欧盟、中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方共同实施,计划在2025年启动实验,2035年开始进行氘-氚聚变反应(已延期)。2.2022年12月,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)基于惯性约束技术,在国家点火设施(NIF)输入2.05兆焦的能量产生3.15兆焦的能量,首次实现聚变能量正增益(Q~1.5)。3.2023年,英国欧洲联合核聚变实验装置(JET)使用0.2毫克燃料在约5秒的时间里,通过核聚变反应产生69兆焦耳的能量,超过JET此前2021年在约5秒的时间里产生的59兆焦耳能量,创造了核聚变反应能量输出的新世界纪录。4.2023年12月,欧洲和日本共同建造和运营的核聚变反应堆JT-60SA正式投入运行,JT-60SA作为ITER的先行项目,是目前全球最大的实验性核聚变反应堆。



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