核聚变反应进入私企口袋!核聚变发电成为下一个核电站还有多远?
牛津附近的一个村子卡勒姆(Culham),只住着500人。不过,它的旁边就是地球上最接近核聚变“硅谷”的地方。这里正发生的事情意味着,政府掌控的核聚变研究将转移到私人企业。本年末,卡勒姆村里一个长期政府间的核聚变项目“欧洲联合环状反应炉(JET)”将关门大吉。与此同时,三家公司正在这里破土动工(或者正准备这样做),他们希望建造一个利用核聚变反应来规模性发电的样板工厂。
核聚变似乎由于各种错误的原因让人们对其发生兴趣。说到底,它只是另外一种潜在的发电方式,只是有些时候似乎被赋予了某种神秘的属性。最新的误导性头条与NIF(the National Ignition Facility ,国家点火装置)有关,一个来自加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(美国核武器实验室之一)的实验。

该实验室的研究人员在去年12月宣布的成果上做出了些许提高,他们通过将一束被分成192条次光束的激光束,同时从不同方向击中一颗由氘和氚(氢的两种同位素)合成的燃料球,实现了“点火”。
由此氘和氚的原子核聚变反应产生了氦、中子、和一大堆新生成的能量,在两种情况下,它释放的能量都要比到达的束流要多。这意味着“接近无限的清洁能源”。
抛开NIF并没有想要提供一个具有商业意义的核聚变能力的事实,它只是在一个很小的规模内,对发生在核聚变的的过程进行了一次复刻。如今嘈杂的噪音仍然忽视了在核聚变反应中生成这种激光束的巨大成本,它远大于合成光束的能量。如现状所示,激光惯性核聚变发电仍有很长的路。
卡勒姆村和美国一些地方正在进行的事情要比这有趣的多。这些相关公司正准备用6项技术来推进核聚变,其中只有两个跟JEL类似。JET的方法被称为托卡马克装置,一个填充了氘和氚的中空圆环体,通过磁力加热形成一个等离子体,从而实现原子核与电子的分离。其中一个商业化版本保留了这种圆环体,只是将其缩小了。另外一家做成了有核苹果形状。第三家采用发射物装置模仿NIF的激光“点火”方案,只是更加效率。剩下的还想到了一些更深奥的设备。
与核裂变不同,核聚变反应并没有反射性污染,它唯一要处理的是在使用周期结束后,怎么处理那些已经辐射过的反应堆。也是这个原因,这些公司希望在商业领域实现这种清洁能源。只是相比太阳能、风能和水能,它不再“接近无限”,事实上也远非如此。即使氘大量存在于水中,它也需要经过密集耗能的提取过程。氚必须通过中子辐射金属锂生成。
核聚变已经成为极具吸引力的能源生成方式,现在已经到了它的行动时刻。如果一个或者更多技术现实且符合成本的想法出来,核聚变也许能很好地在后化石能源经济里找到非常大的利基市场。如果失败了,那也是一次勇敢的尝试。而且无人受害。