可控核聚變的未來(lái)談?wù)?，核聚變?nèi)孕枰朔男┨魬?zhàn)？

這就是嘗試所有這些不同事物的令人興奮的地方。因?yàn)槿绻渲幸恍┯行В瑥拈L(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這可能是一條更好的聚變能途徑。我們需要學(xué)習(xí)什么?每個(gè)人都面臨著一系列共同的挑戰(zhàn)，并試圖弄清楚如何克服?我的意思是，你說(shuō)的是最重要的三個(gè)因素，但是要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的聚變反應(yīng)或維持聚變反應(yīng)，喂養(yǎng)它，是否有具體的挑戰(zhàn)?在這一點(diǎn)上，該行業(yè)仍需要克服哪些挑戰(zhàn)?

我認(rèn)為存在一系列挑戰(zhàn)，而且不僅僅是實(shí)際的聚變反應(yīng)，如果你愿意的話，機(jī)器的中心部分。發(fā)生聚變反應(yīng)所面臨的挑戰(zhàn)。因?yàn)榫圩冊(cè)诤阈侵凶匀话l(fā)生。本質(zhì)上，您需要在您的機(jī)器中制造恒星條件，以使融合發(fā)生。所以這意味著數(shù)億度的溫度或高密度。所以這些粒子足夠靠近，因?yàn)楸举|(zhì)上，你讓小粒子相互碰撞并足夠靠近以融合，這就是你正在做的事情。

所以你需要讓你的燃料足夠熱和密度足夠長(zhǎng)，以便發(fā)生聚變反應(yīng)。當(dāng)它們開始發(fā)生時(shí)，它們實(shí)際上也會(huì)加熱燃料。這個(gè)想法是它可以自我維持。除非你在做慣性聚變，在這種情況下，你會(huì)用激光脈沖它，就像一個(gè)小型內(nèi)燃機(jī)，如果你愿意的話，每秒都會(huì)啟動(dòng)或其他什么。

如果你愿意，這就是你需要在中心部分做的事情，以使聚變反應(yīng)發(fā)生。所以就存在挑戰(zhàn)，好吧，等離子體是尷尬和混亂的，如果你曾經(jīng)見過的話。所以我也做了很多關(guān)于北極光的工作，很漂亮。但這是另一種等離子體。如果你看過任何圖像，尤其是北極光的視頻，你就會(huì)知道它們非?；靵y，它們會(huì)移動(dòng)、扭曲，而且它們是動(dòng)態(tài)的。這一切都非?？蓯酆兔利?。但是，如果您想將其控制在融合機(jī)器中，那么它也很難使用。我應(yīng)該說(shuō)，通過控制它，它并不危險(xiǎn)。如果您失去對(duì)它的控制，它會(huì)撞到墻上，它會(huì)冷卻下來(lái)，您的機(jī)器中有大量氣體。

所以在安全性方面問題不大。但就獲得融合所需的條件而言，這是一個(gè)大問題。你想保持你的燃料隔離。所以讓它遠(yuǎn)離墻壁，這樣你就可以讓它足夠熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間。因此，這需要良好的控制系統(tǒng)，以便您可以控制這種極其動(dòng)態(tài)的等離子體。

所以這是一回事。在我們研究等離子體的過程中，我們?cè)谶@方面做得更好了。但這只是中心部分。如果你想考慮建造一個(gè)發(fā)電站，有大量的系統(tǒng)可以解決這個(gè)問題。就像，你如何提取熱量?聚變反應(yīng)產(chǎn)生氦和中子。中子帶走了反應(yīng)的大部分能量。如果您愿意，我們將通過這種方式釋放能量。

所以這些中子，我們希望它們飛出去。我們將在機(jī)器外部的所謂毯子中捕獲它們，該毯子由鋰制成，中子會(huì)與鋰發(fā)生反應(yīng)。他們會(huì)制造氚，氚是一種燃料，你可以提取并放回去。但它也會(huì)升溫。所以你會(huì)在這個(gè)毯子區(qū)域安裝熱交換器來(lái)提取能量，然后你將使用這些熱量來(lái)制造蒸汽、驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)和發(fā)電?；蛘吣梢詫崃坑糜诠I(yè)過程或其他用途。

但無(wú)論如何，所以有各種各樣的系統(tǒng)，比如在主中心位的外面。這就是許多挑戰(zhàn)所在，因?yàn)榈侥壳盀橹?，每個(gè)人都在研究中央聚變反應(yīng)，而不是機(jī)器的外部部件。因此，展望未來(lái)，我們需要思考，從實(shí)驗(yàn)到發(fā)電廠的步驟是什么?比如需要開發(fā)什么技術(shù)?人們現(xiàn)在正在考慮這個(gè)問題。這真的很有趣。

還有一些大的，比如……嗯，我提到了氚繁殖。所以氚是燃料之一。氚不是自然存在的。你需要成功。所以我們需要在機(jī)器中制造它。我們需要制造足夠的數(shù)量。我們需要善于提取和處理它。它有輕微的放射性;它的半衰期約為12年半，這意味著你需要妥善處理它。所以有所有這些類型的東西需要開發(fā)。實(shí)際上，英國(guó)原子能局正在建造一個(gè)名為 H3AT 的設(shè)施，它被寫成 H3，就像氚一樣，H3AT。

還有先進(jìn)技術(shù)或其他我認(rèn)為是 AT 的東西。這將把這些氚處理和系統(tǒng)中的一些視為未來(lái)的難題之一。另一個(gè)大的就是材料，因?yàn)槿诤檄h(huán)境真的很惡劣。如果你想建造一個(gè)可以持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)電站，這顯然會(huì)降低你的成本，因?yàn)槟悴槐匾恢备鼡Q鉆頭。但是你需要有能夠承受高溫、高磁場(chǎng)、高能中子的材料。所有這些事情都非常困難。因此，我們需要進(jìn)行材料測(cè)試和材料開發(fā)。

這些只是幾件事。路上還有很多挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在人們和實(shí)驗(yàn)室正在真正考慮這些挑戰(zhàn)以及我們?nèi)绾螌⑺鼈內(nèi)空系浇ㄔ彀l(fā)電廠中。為了回答您之前的問題，它們通常與融合非常相似。所以它們不像特定于一個(gè)特定的概念，盡管其中一些可能更少。所以，你知道，沒有磁鐵的概念不會(huì)有像屏蔽磁鐵免受中子或任何東西的問題，但他們會(huì)有其他問題，因?yàn)槿绻阍敢?，他們?huì)有不同的挑戰(zhàn)。

但總的來(lái)說(shuō)，大多數(shù)挑戰(zhàn)對(duì)于所有不同的方法都是共同的。這就是為什么人們現(xiàn)在正在考慮這些事情真的很重要。建造設(shè)施，比如我提到的 H3AT 設(shè)施，或者私人公司站出來(lái)說(shuō)，是的，我們一直在開發(fā)可以做這件事的技術(shù)。你知道，找出核聚變商業(yè)化道路上的這些差距，并確保我們盡快填補(bǔ)它們，這樣它們就不會(huì)成為阻礙者，或者至少在實(shí)際建造試點(diǎn)工廠時(shí)會(huì)延遲。

我們問人們什么時(shí)候我們認(rèn)為他們會(huì)第一次看到世界各地的電網(wǎng)產(chǎn)生聚變發(fā)電或聚變。而大多數(shù)私人聚變公司表示在2030年代。實(shí)際上，這是一個(gè)非常雄心勃勃的時(shí)間表。如果你問公共實(shí)驗(yàn)室的人，他們可能會(huì)說(shuō)比那晚很多。我認(rèn)為有趣的是，它只是顯示了私營(yíng)核聚變部門存在的動(dòng)力和承諾。

我認(rèn)為私營(yíng)公司意識(shí)到，如果他們想對(duì)氣候目標(biāo)產(chǎn)生任何影響，那么我們需要在這十年展示科學(xué)。這意味著從反應(yīng)中獲得比我們投入更多的能量，證明聚變是可能的，然后在 2030 年代展示第一批電力。然后你可以從那里推出，因?yàn)橥瞥鲆豁?xiàng)技術(shù)需要時(shí)間。所以你需要這樣做。所以這就是野心。

當(dāng)然，很難預(yù)測(cè)事情實(shí)際需要多長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)榭茖W(xué)是一種探索。我們不知道我們會(huì)找到什么。而且它不僅僅取決于科學(xué)。正如我之前所說(shuō)，當(dāng)我們談?wù)撊谫Y或滴灌融合計(jì)劃時(shí)，它還取決于流入的資金、政府的激勵(lì)措施，或者不僅僅是激勵(lì)措施，還取決于監(jiān)管框架等。那些到位了嗎?還是他們會(huì)造成延誤?

這取決于人。我們需要聰明的年輕人進(jìn)入該領(lǐng)域并推動(dòng)這一進(jìn)程。所以你知道，它還有很多其他的東西。但我確實(shí)認(rèn)為，私營(yíng)公司確實(shí)有野心希望盡快發(fā)生融合。如果他們能夠獲得我們最近看到的資金水平，那么這將真正有助于實(shí)現(xiàn)真正推動(dòng)事情發(fā)展的雄心壯志。希望我們能做到。