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新一代发电厂能否将核废料转化为清洁燃料?

解锁国家点火装置(National Ignition Facility)的核聚变能源潜力——这是迈向无碳核能和减少核废料的一步。

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上周,国家点火装置(National Ignition Facility),这项庞大的核聚变实验,正式落成启用,一些物理学家已经开始着手研究如何将核聚变应用于新一代核能发电厂。尽管怀疑论者认为国家点火装置甚至无法产生受控的聚变反应(与太阳核心和热核武器中发生的反应相同),但像美国能源部长朱棣文(Steven Chu)这样的支持者已经开始讨论如何最好地利用聚变能源。朱棣文指出,奥巴马政府决定停止建造尤卡山(Yucca Mountain)核废料储存库,这重新激发了人们对能够实际减少传统核电厂核废料产生的反应堆的兴趣。存在着

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“融合裂变混合解决方案的复兴,融合不仅能提供能量,还能产生高能中子,燃烧长寿命的锕系元素”[《科技评论》]

朱棣文说。锕系元素是一组放射性化学元素,包括钚和铀,它们构成了传统裂变反应堆产生的放射性废料的一部分。

聚变是将原子核强行拉近,使其融合形成新元素的核。当然,裂变是相反的过程:通过分裂原子核产生能量。新的、融合后的原子核比原来的两个原子核重轻。根据爱因斯坦著名的质能方程,损失的质量转化为能量,主要以高能中子的洪流形式[《福布斯》]。

在国家点火装置研究人员提出的融合-裂变混合反应堆提案中,

聚变室将被一层可裂变材料(如核废料)的包层所包围,这将作为额外的燃料来源……其原理是利用聚变产生的中子来帮助将核废料转化为核燃料,然后将其燃烧殆尽[《福布斯》]。

这样的系统可以克服典型的裂变发电厂的严重缺点——产生长寿命的放射性废料——以及假设的聚变发电厂的缺点,后者被认为在高效发电方面存在问题。去年11月,加州州长阿诺德·施瓦辛格(Arnold Schwarzenegger)参观了国家点火装置,并称赞了他们被称为激光惯性聚变引擎(Laser Inertial Fusion Engine)或LIFE的混合概念。

“如果成功,这项新事业将能产生数千兆瓦的无碳核能,同时避免传统核电厂的缺点”[《光子与聚变》]

他说。相关内容:80beats:在国家点火装置,开始核聚变!希望如此。 80beats:核聚变倒计时:国家点火装置预热 DISCOVER:聚变倒计时:国家点火装置图片集(图片集)图片:NIF

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