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1克氚要3万美元,全球核聚变反应堆将遭遇断氚之殇?

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此外,为了使氚增值具有可持续性,运营者还需要控制氚泄漏。氚会通过微小的间隙从反应堆的金属反应堆壁逸出。阿卜杜的分析假设损失率为0.1%。但贾斯比认为不止如此,当氚经过复杂的反应堆和后处理系统时,“想想它会去的所有地方。” 贾斯比说。GS2拜客生活常识网

聚变反应堆放弃氚燃料可以吗?GS2拜客生活常识网

在这样的情况下,有两家核聚变私营公司决定干脆放弃氚燃料。GS2拜客生活常识网

位于美国加州的初创公司“三氦能源科技”(TAE Technologies)计划使用普通氢和硼,而位于美国华盛顿州初创公司“氦核”(Helion)则将融合氘和氦-3——一种稀有的氦同位素。这些反应需要比氘-氚更高的温度,但两家公司认为,为了避免氚带来的麻烦,这是值得付出的代价。GS2拜客生活常识网

这些替代性的聚变反应堆还有附加的吸引力,那就是产生更少的、甚至不产生中子,这避免了氘-氚聚变造成的材料损伤和放射性。 TAE公司的首席执行官米歇尔·宾德鲍(Michl Binderbauer)说,在没有中子的情况下,TAE公司的反应器(粒子束稳定旋转的等离子体环)能够维持40年。但这种模式的反应堆主要的挑战来自于温度:氘-氚聚变需要1.5亿摄氏度,而普通氢和硼则需要10亿摄氏度。GS2拜客生活常识网

Helion公司的燃料是氚和氦-3,燃烧温度为2亿摄氏度,它使用类似于TAE的等离子体环,但要经过磁场压缩。不过,氦-3虽然稳定,但几乎和氚一样稀有,并难以获得。它的大多数商业来源依赖于氚的衰变。Helion的首席执行官大卫.科特里(David Kirtley )表示,通过在燃料混合物中加入额外的氘,可以发生氘-氘聚变反应,从而产生氦-3。GS2拜客生活常识网

尽管如此,传统氘-氚聚变倡导者认为,通过建造更多的裂变反应堆,可以扩大氚的供应。目前,一些拥有核武器的国家专门建造或改装了商业核反应堆,建立了自己的氚库存。美国能源部在20世纪80年代和90年代为普林斯顿等离子体物理实验室提供了氚,当时该实验室有一个氘-氚燃烧反应堆。但费德里西并不认为该机构或世界各地的军队会参与销售氚的业务。“氚的国防储备不太可能被分享,”他说。GS2拜客生活常识网

或者也许,世界可以看到CANDU技术的复兴。韩国有四座CANDU反应堆和一座提取氚的工厂,但没有进行商业销售。罗马尼亚有两个,并且正在建设一个氚设施。中国有几个CANDU反应堆。他们可以通过在堆芯中添加锂棒,或用锂掺杂重水慢化剂来增加氚的产量。不过这种做法可能会损害反应堆的安全性,并且氚本身也具有危险。GS2拜客生活常识网

在核聚变几十年的研究中,等离子体物理学家一心一意地追求着对聚变反应堆Q值的突破,希望反应堆能产生多余的能量。贾斯比说,他们认为其它问题,例如获得足够的氚,只是“微不足道”的工程。但随着反应堆离临界值越来越近,是时候开始担心远非微不足道的工程细节了。“把问题拖到以后只会大错特错。”阿卜杜说。GS2拜客生活常识网

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