本週，加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室通過在國家點火中心（NIF，英文首字母縮寫）的反應堆中產生更多需要的能量，在聚變領域取得了歷史性的里程碑，這一消息登上了世界各地的頭條新聞。釋放反應。 使人類更接近掌握自然“開啟”恆星的幾乎無限的可持續能源的東西，但我們在地球上仍處於完全掌握的過程中。
由於三個足球場大小的十層設施和 60 年的工作，成就成為可能。 然而，它並不是唯一一個旨在再生每天從太陽發出的能量的項目，這可能是應對氣候變化的答案。
毫無疑問，由於其潛力和國際參與，世界參考是國際熱核實驗反應堆 (ITER)，這是一個由歐盟、日本、美國、韓國、印度、俄羅斯和中國等國家參與的大型項目。
他們都在 2006 年簽署了一項協議，在 Cadarache（法國）建造有史以來最多的反應堆原型，證明聚變能確實是一種可行的能源。 它不同於 NIF，最重要的是，它在我們的實驗室中設法重現恆星的壓力和溫度條件：而北美的是基於慣性約束系統，一種利用光束的方法強大 ITER 使用激光壓縮比豌豆還小的球體中的氘和氚原子核，ITER 使用巨大而強大的磁鐵 - 磁約束 - 來控制巨大的環形容器中產生電能的熾熱等離子體。令人垂涎的能量洩漏。
而且，通過這種方法，它希望比 NIF 更有效地做到這一點：雖然利弗莫爾實驗設法產生兩倍於觸發反應所需的能量，但 ITER 承諾將這一增益提高多達十倍。 不僅如此，它的目標是將記錄延長到高功率時的 500 秒（剛好超過 8 分鐘）和中等功率時的 1.500 秒（25 分鐘），NIF 反應堆（到目前為止）只維持了幾個十億分之一秒。 然而，它仍處於 80% 的建設階段，實驗至少要到 2028 年才會開始。那麼，目前，對於 NIF 的實驗來說是這樣。
歐洲的賭注
“但沒有競爭，”塞維利亞大學原子、分子和核物理學教授 Eleonora Viezzer 說。 “我們為他們感到高興； 這不是少數人的成就，而是對整個社會有益的事情。” Viezzer 最近獲得了由 BBVA 基金會與西班牙皇家物理學會 (RSEF) 共同贊助的物理學獎之一，他與現有的幾個主要實驗反應堆合作，包括歐洲王牌加入歐洲環面 (JET)因為在尋找能源“聖杯”的過程中沒有落後。 目前還沒有什麼壞事，因為 JET，一種“微型”ITER——具體來說，是一個小十倍的託卡馬克模型——在去年 59 月設法在 5 秒內產生 XNUMX 兆焦耳。
一個看似很小的時間，但就物理學研究而言，它幾乎就像等離子體被“凍結”了一樣。 管理這個“小型”反應堆的官僚機構也發生了一些事情，儘管它由歐洲 EUROfusion 財團管理，但位於英國脫歐領土，特別是牛津附近的卡勒姆市。 “即便如此，這是行政層面的事情； 對於同事，我們不看誰來自一個地方或另一個地方，科學合作保持不變”，Viezzer 指出。
JET 和 NIF 是世界上唯一使用氘和氚運行的活躍設施，這兩種氫同位素為聚變反應提供燃料。 氘很容易獲得：它存在於海水中； 然而，氚是一種更難獲得的元素：只有在未來才能實現“原位”產生的掛鎖中的聚變反應，目前有必要從鋰中提取它。
因此，核聚變被認為是一種實際上無限的、清潔的和環境可持續的能源，因為它不會產生長期的放射性廢物。 與核裂變不同，在核聚變中，除了會產生持久的放射性廢料外，物理上不可能發生類似切爾諾貝利或福島事故的事件，但一旦墜落，反應就會自行熄滅。
另一個傑出的項目是 SPARC，它位於神話般的麻省理工學院 (MIT) 的設施中。 幾家公司和名人（其中包括微軟的創始人比爾蓋茨和亞馬遜巨頭傑夫貝佐斯）對這種基於高溫超導磁體的模型下瞭如此大的賭注，以至於其創造者斷言他們將創造出“磁性地球上有史以來最強大的領域。 事實上，他們非常有信心，他們承諾他們將擁有一個可以重現 NIF 里程碑的原型，儘管這次是在磁約束裝置中，到 2025 年準備就緒。
“重要的是要注意，SPARC 不是一個發電反應堆，而是一個科學技術實驗，我們的助手將嘗試優化未來的反應堆，驗證我們的模型並證明聚變是可能的和有前途的。 ”，SPARC 項目中麻省理工學院等離子體與聚變科學中心的科學研究人員 Pablo Rodríguez-Fernández 向 ABC 解釋說。 «在發電廠之前的這一步非常重要，因為我們多年來進行的實驗離發電反應堆所需的物理機制還很遠，所以有一個中間步驟，比如 SPARC 和 ITER ，很關鍵。
亞洲“太陽”
不僅西方世界有人造太陽。 亞洲也對這種新能源很感興趣。 日本 - 與歐洲合作 - 將在未來幾個月內啟用 JT-60SA。 位於茨城縣，它將是託卡馬克型的，就像 JET 一樣。 但它將超過其尺寸，因此在 ITER 開放之前，它將成為同類中最大的原型。
就中國而言，它有幾種型號，但最先進的是實驗性先進超導託卡馬克反應堆 EAST。 這台單獨使用氘的機器被科學家們推向了極限，並成功地保持了120億攝氏度的等離子體溫度101秒； 並在最低溫度：1.056 萬攝氏度下延長至 17 秒（70 分鐘）。 EAST週，韓國打造出KSTAR原型機，2021年100月可達到20億攝氏度XNUMX秒。
重要的是要澄清所有這些原型仍然是實驗：也就是說，目前它們都沒有將產生的能量轉移到例如電網，也不是商業聚變反應堆。 據專家稱，為此，我們至少要等到下一個十年。 Rodríguez-Fernández 說：“很難估計何時可以將聚變作為一種能源。” 然而，隨著合併的私人融資和近年來取得的進步，我認為大約在 2030 年代後半葉，我們將看到第一批發電原型。 Viezzer 對此表示贊同：“毫無疑問，我們正處於聚變領域的一個關鍵且非常激動人心的時刻。 我認為我們將成為看到這種有前途的新能源騰飛的一代。”
