洛克希德的核聚变承诺:我们目前所了解的情况

洛克希德的核聚变承诺:我们目前所了解的情况

本周,洛克希德·马丁公司的研究人员宣布他们正在快速建造核聚变反应堆,这一消息登上了各大媒体的头条。但专家们对此表示怀疑。

核聚变有望带来无限的清洁可再生能源,而且不会产生当今核电站所需的铀裂变的有害副产品。问题在于如何控制它。要使氢原子以足够的力量碰撞在一起进行聚变,它们必须在比太阳核心高出许多倍的温度下抖动和反弹。洛克希德的项目负责人汤姆麦奎尔告诉《大众科学》 ,他们的反应堆将以 2 亿度的高温运行。这么热的物质离开简单的固体、液体和气体世界,形成等离子体。没有固体容器可以容纳这种物质,所以核聚变发生器只能用强大的电磁铁将翻滚的质量悬浮起来。世界上资金最充足的核聚变项目,称为国际热核实验反应堆 (ITER),采用了蛮力方法。它的聚变室或“托卡马克”高 100 英尺,重 23,000 吨,大约相当于一个坦克营的质量。如果真的完工,预计将耗资数百亿美元。

McGuire 声称,他的团队只有不到 10 人,他们将在一个校车大小的机器中解决遏制问题,这与核聚变工程长期以来的失败历史相悖。Peter Gleick 指出,他们声称的“核聚变突破”并非首例:

麦奎尔说,历史对洛克希德有利。他的团队的模型确实受益于其他团队 60 年的研究成果。他们模型的关键区别在于遏制系统可以自行适应等离子体中的通量。当翻滚的云团冲击磁场中的任何一点时,磁铁会像压缩弹簧一样更用力地向后推。这个新系统也让他们的模型(他们称之为紧凑型聚变反应堆 (CFR))能够适应如此小的空间。(《聚变》一书的作者丹尼尔·克莱里在《科学》杂志上指出,这个想法的版本以前也曾被提出过。)

值得注意的是,该声明并未公布其他研究人员可以研究的结果。不过这可能并不奇怪。当被问及该项目的最终目标是什么时,麦奎尔表示他希望“结束能源短缺作为冲突根源的问题”。但可以肯定的是,向全世界出售电力赚取巨额利润也是洛克希德的首要目标,因此分享设计细节可能并不符合他们的最佳利益。

从事其他核聚变项目的工程师们对洛克希德公司提出的系统嗤之以鼻。Business Insider报道了核聚变科学家 Tom Jarboe 的一封电子邮件,称该项目成本高昂且不可行:

麦奎尔没有对洛克希德项目的成本发表评论,但指出他的团队规模很小。

一些核聚变专家看过洛克希德公司公开的专利和设计图片后,怀疑他们的反应堆除了自行解体外,还能做什么。克莱里写道:

在遏制之后,聚变的主要问题是维持足够高的等离子体密度,以使反应在自身蒸汽的作用下继续进行(只要来自锂和海水的氢同位素不断涌入系统)。

热核等离子体物理学家 Swadesh M. Mahajan 告诉《琼斯母亲》 ,洛克希德的反应堆可能不会成功,华盛顿大学或 ITER 也不会成功:

尽管如此,麦奎尔还是相信他的团队最终会成功——尽管他不愿给出具体的时间表。“现在给出一个数字是荒谬的——或者说,很难,”他说。他们的反应堆目前处于两米长的第四代,应该再经过几个开发周期就准备好了。该团队将利用这段时间“充分发挥”设计的全部潜力。如果成功,他说它的小尺寸将使其适用于从发电厂到行星际航天器等各种用途。

这是一个很大的如果。

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