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白春禮談激光核聚變點火：是一個里程碑，但離商業(yè)發(fā)電還很遠(yuǎn)

生活百科白春禮

【白春禮談激光核聚變點火：是一個里程碑，但離商業(yè)發(fā)電還很遠(yuǎn)】

白春禮談激光核聚變點火：是一個里程碑，但離商業(yè)發(fā)電還很遠(yuǎn)

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12月17日，在以“應(yīng)對發(fā)展挑戰(zhàn)，提振復(fù)蘇信心”為主題的2023《財經(jīng)》年會上，中國科學(xué)院學(xué)部主席團(tuán)名譽(yù)主席、中國科學(xué)院院士、中國科技大學(xué)名譽(yù)校長、中國科學(xué)院原院長白春禮表示，核能具有能量密度高、供能穩(wěn)定、碳排放低的優(yōu)勢，對于波動性的太陽能和風(fēng)能發(fā)電來說是良好的穩(wěn)定劑，是實現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)不可或缺的低碳能源 。
“根據(jù)測算，2060年核電的總發(fā)電量達(dá)到2.7萬億度 ， 2021年我國核電發(fā)電裝機(jī)容量約5000萬千瓦，還有很大的提升空間 。”白春禮稱 。
核能的利用包括核裂變和核聚變兩種方式 。關(guān)于核裂變 ， 白春禮表示，主要有以下三個問題需要解決：
第一是安全性 。近年來，我國核電技術(shù)持續(xù)取得進(jìn)步，2021年12月，山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程送電成功，是全球首個并網(wǎng)發(fā)電的第四代高溫氣冷堆核電項目，核安全性能較高，標(biāo)志著我國成為世界少數(shù)幾個掌握第四代核電技術(shù)的國家之一 。
第二是核燃料的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng) 。我國已經(jīng)探明的鈾資源約27萬噸，按當(dāng)前核電水平，已探明鈾資源支持約40年，核燃料的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)急需解決 。為應(yīng)對鈾資源短缺問題，中科院設(shè)立了“釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)（TMSR）”先導(dǎo)專項 ， 以釷為核燃料具有資源豐富、核廢料少、毒性低和固有防核擴(kuò)散等優(yōu)點 ， 還可減少稀土開采中的釷資源流失和放射性環(huán)境污染 ， 是核能發(fā)展重要方向之一 。但這目前還是研究項目，還沒有達(dá)到應(yīng)用程度 。
三是乏燃料安全處理處置 。當(dāng)前我國乏燃料已累積近2萬噸 ， 每年新產(chǎn)生約1千噸，主要采用濕式暫存法處理，濕式暫存費約4萬元/噸/年，乏燃料安全處理處置急需解決 。對于核乏燃料的安全處理，中科院目前也正在進(jìn)行重要的科研項目，瞄準(zhǔn)解決這個問題 。
談及核聚變，白春禮表示，核聚變反應(yīng)是宇宙中的普遍現(xiàn)象，它是恒星（例如太陽）的能量來源 。核聚變能也是能源發(fā)展的前沿方向，被視為未來社會的“終極能源” 。如果人類可以掌控這種能量，就能擺脫目前地球的能源與環(huán)境危機(jī)困擾 。到目前為止，人類對受控核聚變的研究主要分為兩類：
一類是磁約束核聚變，如“國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃”，它是全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項目之一 。ITER裝置是一個能產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)托克馬克 ， 俗稱“人造太陽” 。中國科學(xué)家積極參與國際熱核聚變實驗堆（ITER）相關(guān)工作，2021年5月，中科院建造的東方超環(huán)（EAST）在核聚變研究上取得進(jìn)展，成功實現(xiàn)可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行，進(jìn)一步證明核聚變能源的可行性，也為邁向商用奠定了物理和工程基礎(chǔ) 。
今年2月 ， 歐洲核聚變研發(fā)創(chuàng)新聯(lián)盟、國際熱核聚變實驗堆計劃（ITER）等單位聯(lián)合宣布 ， 實現(xiàn)了受控核聚變能量的新記錄，在目前世界上最大的聚變反應(yīng)堆，即在歐洲聯(lián)合環(huán)（JET）中，將氫的同位素氘和氚加熱到了 1.5 億攝氏度并穩(wěn)定保持了 5 秒鐘 ， 同時核聚變反應(yīng)發(fā)生，原子核融合在了一起，釋放出 59 兆焦耳的能量 。有測算稱，這相當(dāng)于11兆瓦電力，大約能夠為一個普通家庭提供一天的電力 。JET是世界上唯一一個能夠?qū)崿F(xiàn)“氘氚聚變”反應(yīng)的實驗裝置，保持著核聚變最大能量輸出紀(jì)錄 。

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