隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨笕找嬖鲩L，核聚變技術(shù)因其潛在的無限清潔能源供應(yīng)而備受關(guān)注。核聚變，一種模擬太陽產(chǎn)生能量的過程，被認(rèn)為是解決能源危機和減少溫室氣體排放的終極解決方案。然而，盡管這一技術(shù)具有巨大的潛力，實現(xiàn)商業(yè)化核聚變電廠的路途仍然充滿挑戰(zhàn)。

7月28日，BBC發(fā)布了一篇新聞稿《The huge challenges in creating fusion power plant》，深入探討了在將核聚變從實驗室研究轉(zhuǎn)化為實際能源供應(yīng)過程中所面臨的技術(shù)、工程和經(jīng)濟難題。以下為報道內(nèi)容：

諾丁漢郡的核聚變反應(yīng)堆項目被視為英國邁向科技突破的“NASA時刻”。但撇開這一宏偉藍(lán)圖的樂觀情緒，距離將這一愿景變?yōu)楝F(xiàn)實還有多遠(yuǎn)?人類是否仍在為實現(xiàn)清潔、經(jīng)濟、安全的能源供應(yīng)而克服重重科學(xué)、工程和經(jīng)濟上的難關(guān)?這種能源的安全性又能得到怎樣的保證?讓我們聽聽兩位領(lǐng)域?qū)＜业囊娊狻?/p>

前燃煤電站W(wǎng)est Burton A，位于雷特福德附近，已于2022年10月被選為球形托卡馬克能源生產(chǎn)項目(STEP)的場址。但是，即使能夠找到投資者并且項目建設(shè)能夠如期完成，該設(shè)施預(yù)計也不會在2040年之前投入運營。

曼徹斯特大學(xué)核材料學(xué)講師阿尼卡·汗博士在解釋核聚變過程時說：“核聚變是驅(qū)動太陽發(fā)光放熱的能源機制，它涉及兩個原子核的融合，并釋放出巨大的能量。” “在地球上模擬太陽核心的環(huán)境是一項巨大的挑戰(zhàn)。我們需要將氫同位素加熱至成為物質(zhì)的第四態(tài)——等離子體。為了讓原子核在地球上發(fā)生聚變，所需的溫度是太陽溫度的10倍——大約1億攝氏度。”

核聚變的前景廣闊，但挑戰(zhàn)也同樣巨大

倫敦帝國理工學(xué)院的核聚變研究員布萊恩·阿佩爾貝博士指出，核聚變與常規(guī)核能(核裂變)在幾個根本方面存在差異。他說：“核裂變涉及將重元素分裂，而核聚變則是將較輕的元素強制結(jié)合在一起。核聚變釋放的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過核裂變。并且聚變所使用的元素，如氫，比裂變?nèi)剂弦S富得多。一些氫的同位素，比如氘，可以從海水中獲取。這是一種更清潔的能源，因為它產(chǎn)生的放射性廢物較少，且放射性衰減期較短。”

汗博士補充說：“我們離商業(yè)化核聚變還有一段距離。建造核聚變電廠還面臨著眾多工程和材料挑戰(zhàn)。然而，對核聚變的投資正在增長，我們正在取得一些實質(zhì)性進展。我們需要培養(yǎng)大量具備該領(lǐng)域工作技能的人才，希望這項技術(shù)能在本世紀(jì)下半葉投入使用。全球合作對于實現(xiàn)這一目標(biāo)至關(guān)重要。”

阿佩爾貝博士表示：“諾丁漢郡場址的新聞非常激動人心，且該領(lǐng)域正在取得許多進展，但我們還處于核聚變科學(xué)研發(fā)階段。目前確實有一股發(fā)展勢頭，我對克服建設(shè)一座功能完備的核聚變電廠的科學(xué)障礙持樂觀態(tài)度，盡管我不是工程師或經(jīng)濟學(xué)家。但我不愿意為此設(shè)定具體的時間表。”

公眾的反對一直是核電發(fā)展的最大障礙之一

傳統(tǒng)核電面臨的一個實際難題是公眾的反對，這種反對情緒通常源自對泄漏和事故的擔(dān)憂。阿佩爾貝博士表示：“我絕對是愿意住在一個核聚變電站旁邊。核聚變使用的燃料量很小，并且消耗速度非常快，因此不會像核裂變那樣長時間存儲大量燃料，這些燃料曾是諸如切爾諾貝利事故等一些事故的根源。此外，由于維持核聚變反應(yīng)的持續(xù)性本身就具有挑戰(zhàn)性，這意味著不可能出現(xiàn)災(zāi)難性的失控問題。”

我們將繼續(xù)關(guān)注這一領(lǐng)域的最新進展，核聚變技術(shù)的發(fā)展不僅僅是一個國家或一個領(lǐng)域的事情，它關(guān)乎全人類的能源未來和地球的可持續(xù)發(fā)展。BBC的報道為我們提供了一個深入了解核聚變項目的窗口。大家覺得核聚變發(fā)電廠究竟還有多久才能實現(xiàn)?