白春礼谈激光核聚变点火:是一个里程碑,但离商业发电还很远

【白春礼谈激光核聚变点火:是一个里程碑,但离商业发电还很远】

白春礼谈激光核聚变点火:是一个里程碑,但离商业发电还很远

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12月17日,在以“应对发展挑战,提振复苏信心”为主题的2023《财经》年会上,中国科学院学部主席团名誉主席、中国科学院院士、中国科技大学名誉校长、中国科学院原院长白春礼表示,核能具有能量密度高、供能稳定、碳排放低的优势,对于波动性的太阳能和风能发电来说是良好的稳定剂,是实现碳中和战略目标不可或缺的低碳能源 。
“根据测算,2060年核电的总发电量达到2.7万亿度 , 2021年我国核电发电装机容量约5000万千瓦,还有很大的提升空间 。”白春礼称 。
核能的利用包括核裂变和核聚变两种方式 。关于核裂变 , 白春礼表示,主要有以下三个问题需要解决:
第一是安全性 。近年来,我国核电技术持续取得进步,2021年12月,山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功,是全球首个并网发电的第四代高温气冷堆核电项目,核安全性能较高,标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核电技术的国家之一 。
第二是核燃料的持续稳定供应 。我国已经探明的铀资源约27万吨,按当前核电水平,已探明铀资源支持约40年,核燃料的持续稳定供应急需解决 。为应对铀资源短缺问题,中科院设立了“钍基熔盐堆核能系统(TMSR)”先导专项 , 以钍为核燃料具有资源丰富、核废料少、毒性低和固有防核扩散等优点 , 还可减少稀土开采中的钍资源流失和放射性环境污染 , 是核能发展重要方向之一 。但这目前还是研究项目,还没有达到应用程度 。
三是乏燃料安全处理处置 。当前我国乏燃料已累积近2万吨 , 每年新产生约1千吨,主要采用湿式暂存法处理,湿式暂存费约4万元/吨/年,乏燃料安全处理处置急需解决 。对于核乏燃料的安全处理,中科院目前也正在进行重要的科研项目,瞄准解决这个问题 。
谈及核聚变,白春礼表示,核聚变反应是宇宙中的普遍现象,它是恒星(例如太阳)的能量来源 。核聚变能也是能源发展的前沿方向,被视为未来社会的“终极能源” 。如果人类可以掌控这种能量,就能摆脱目前地球的能源与环境危机困扰 。到目前为止,人类对受控核聚变的研究主要分为两类:
一类是磁约束核聚变,如“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”,它是全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一 。ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克 , 俗称“人造太阳” 。中国科学家积极参与国际热核聚变实验堆(ITER)相关工作,2021年5月,中科院建造的东方超环(EAST)在核聚变研究上取得进展,成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行,进一步证明核聚变能源的可行性,也为迈向商用奠定了物理和工程基础 。
今年2月 , 欧洲核聚变研发创新联盟、国际热核聚变实验堆计划(ITER)等单位联合宣布 , 实现了受控核聚变能量的新记录,在目前世界上最大的聚变反应堆,即在欧洲联合环(JET)中,将氢的同位素氘和氚加热到了 1.5 亿摄氏度并稳定保持了 5 秒钟 , 同时核聚变反应发生,原子核融合在了一起,释放出 59 兆焦耳的能量 。有测算称,这相当于11兆瓦电力,大约能够为一个普通家庭提供一天的电力 。JET是世界上唯一一个能够实现“氘氚聚变”反应的实验装置,保持着核聚变最大能量输出纪录 。

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