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何时能用上核聚变能

发布时间:2019-03-24 16:27:25

美国前总统奥巴马的科学顾问约翰·霍尔德伦认为,在能源研究上投入的经费还远远不够,其中也包括可控的核聚变技术。

几十年来,研究核能的科学家一直在说着同一句话,“30年后,我们就能用上核聚变能”。虽然由于一直没有兑现,这句话已经成为科学圈的一个梗,但约翰·霍尔德伦(John Holdren)仍然对核聚变能的未来信心满满。约翰·霍尔德伦曾经也是一位核物理学家,他认为,过去几十年美国投入几十亿美元支持核聚变研究是值得的,并且应该继续投入。2016年12月,在约翰·霍尔德伦即将离任白宫科技办公室主任之际,《科学美国人》对他进行了采访,请他谈谈奥巴马留下的“科学遗产”。以下是他对未来美国能源经费投入的看法。

《科学美国人》:你认为美国对能源技术研究的经费投入是否充足?

约翰·霍尔德伦:我认为,未来我们在能源研发上的投入应该增加3~4倍,因为有关能源挑战、机遇和未来能源经济形势的研究都表明,我们应该为能源研发投入更多资金。

美国已经为此成立了几家国家实验室,我也正在对它们的研究成果进行统计。现已达成共识的是,我们需要加大对生物燃料、碳捕获与封存、核技术研发的投入,尤其可控的核聚变技术(人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出)。

《科学美国人》:你是说大力发展核聚变能?

约翰·霍尔德伦:就我所知,要想实现核聚变发电至少得到2050年以后吧,不过……

《科学美国人》:“离可控核聚变还差30年”,这句话已经说了30年了吧?

约翰·霍尔德伦:那时的研究人员确实太过乐观。1966年我在麻省理工学院从事核聚变方面研究,

何时能用上核聚变能

我的硕士论文就是关于等离子体物理的。那时的研究人员相信1980年我们就能实现核聚变发电。你看,在上世纪60年代,我们的设想是14年之后实现目标。可到了1980年,我们估计还得20年。而到2000年我们的预计时间又延长至35年以后。不过在这几十年中,核聚变研究的进展速度基本都超过了摩尔定律所描述的设备更新速度。此外,核聚变比我们现在使用的核裂变更清洁、更安全,还不容易扩散。

我不是说,等到2050~2075年人类就一定能用上核聚变能,但这种能源值得我们现在放手一搏,继续对它投资,因为核聚变能实际上是无穷无尽的,具备这种优点的选择并不多,只有可再生能源和高效核裂变增殖堆可与它媲美一二了。而增殖堆还有许多不利之处,例如它需要回收提纯钚的配套产业,至少以目前的技术是这样,而提纯后可得到的“武器级”钚,有可能带来大量贩卖核武器原料的问题。

还有一个不可忽视的需求,使核聚变能具有不可替代,那就是星际旅行的推进燃料非核聚变能不可。

《科学美国人》:你是指利用核聚变发动曲速引擎(warp drive,一种超光速推进系统理论)?

约翰·霍尔德伦:不,我只是想提醒一下,飞船在进行星际旅行时至少需要接近光速量级,只有核聚变能让我们达到这个速度。核聚变能能否真正为我们所用呢?现在还不好说。这取决于“国际热核聚变实验堆计划”(ITER,一项建在法国的国际核聚变研究项目)的进展,因为它是目前可能实现点火(指聚变燃料燃烧产生的能量可以维持自身的温度和密度,而不需依赖外界能量输入)的核聚变的项目。在彻底了解点火状态背后的物理规律并将其用于生产之前,我们无法确定聚变能是否可以成为人类的日常能源,或是用作空间推进器燃料。综合考虑这些后,我同意每隔5年重新审核聚变能的研究进展,再决定是否要坚持下去。可就眼下来看,我觉得还值得为它一试。

采访 弗雷德·古特尔(Fred Guterl)

翻译胡砚泊

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