在碳达峰和碳中和的“双碳”政策下,各国都纷纷开始寻找,能够替代化石燃料的清洁能源。
可一连数载的研究和适配后,人们发现大多数新兴能源,都或多或少地存在一些问题,并不能替代化石能源,唯有电能才勉强具有这个实力。
由此,核能发电凭借着其优越的低排性和清洁性,成为了一众大国追捧的新发电模式。
核能形式:核裂变和核聚变
但值得一提的是,目前核能发电的性质,与火力发电的性质有些相似。
首先,两者发电的载体都是一个大型电站和一个燃料炉,即核电站和火电站,以及核燃料炉和煤燃料炉。
另外,两者也都是通过燃烧燃料,从而产生热能让水变成水蒸气,并让水蒸气推动发电机涡轮,达成发电的结果。
简单来说,就是核电站与火电站一样,都是通过烧开水,来进行发电,这也是两者发电原理的相同性。
不过,两者也仅仅只是发电原理相似,其发电的过程以及消耗,却是天差地别。
因为,核电站的燃料是核能,也就是依靠核反应堆来产生热能,用科学的话语表述,就是用铀制成的核燃料,在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能。
这种核能转换热能的模式,使得核电站不必担心碳排放问题,因为,它并不像火电站一样,需要燃烧煤炭来产生热能。
然而,核能裂变发电,虽然听起来已是先进无比,但其实在它之上,还有着一个存在于传说中的运用模式,那就是核聚变。
正如前文所言,目前所有核能发电站的核反应堆,采用的都是核裂变式反应。
裂变发电的本质,就是利用中子撞击铀原子,让铀原子释放出中子,进而又撞击其他原子,从而形成一套连锁反应,由此释放出巨大的能量。
而核聚变则与之相反,它是通过将质量较小的原子,聚合成更重的原子,在原子核发生改变的同时,随机释放出巨量能量。
如此听来,大家可能会认为,两种核能的运用,仅仅只是形式相反,人类若能做到核裂变,自然也能实现核聚变。
然而,事实并非如此,核聚变的实现难度是核裂变的数十倍,乃至数百倍。
因为,实现核裂变的前提,是适当的压力,这对于大多数大国而言,都是可以做到的,可核聚变的前提,却是超高温和超高压。
至于这个“超高压”和“超高温”,到底需要有多“高”,简单来说,就是要像太阳那般。
毕竟,太阳之所以能够有如此能量,其原因就在它一直在进行着核聚变反应,所以,人类要想完成核聚变,其本质就是创造一个“人造太阳”,简直就是“难于上青天”的最好体现。
中国核能的突破:核聚变发电
不过,“难于上青天”表达的,终究是“有难度”,而非“不可实现”。
在2022年9月时,我国《南华早报》就爆出了一条惊天消息:
“中国顶级科学家称核聚变发电距离我们只有6年的时间了”
据了解,这位“顶尖科学家”名叫彭先觉,是我国工程院院士,也是新型氢弹武器的主要设计者之一。
值得一提的是,氢弹就正好是核聚变武器的典范,从这一点来看,彭先觉院士,在核聚变领域是有着相当的话语权的,这从侧面确定了报道的权威性。
另外,彭先觉院士在报道中还透露,中国政府已批准建设世界上最大的脉冲驱动器,计划在2028利用核聚变能并网发电。
这意味着,先前提到的“6年”,并不是指核聚变发电的诞生,而是指代核聚变发电的落地实施,这对于我国发电行业,无疑是一次世纪性的革新。
不过,按照目前公布的一些基础材料来看,本次行将建成的核聚变发电站,并非完全运用核聚变来进行发电。
通俗来说,就是该核电站的发电,是由核聚变与核裂变相互组成的,电站将通过一个名为Z-FFR的混合聚变堆,来实现这一壮举。