英國牛津大學屬下的一家初創公司開發出一種高速射彈引發核聚變的技術,使得核聚變發電更接近於現實。該公司表示,射彈核聚變是實現商業上可行的核聚變發電的最快途徑,因為它比傳統方法更簡單、更節能、更便宜。
據報導,牛津大學屬下初創公司First Light Fusion的聯合創始人兼執行長霍克(Nick Hawker)博士表示,傳統方法是「慣性核聚變」,即用雷射注入少量燃料,產生火花使其燃燒。但First Light Fusion致力於提出一種新的方法來實現核聚變,這種方法更簡單、更節能、物理風險更低。
用於發射高速射彈的大型兩級超高速氣槍。
該公司開發的技術不使用複雜而昂貴的雷射或磁鐵,而是使用高速彈丸。在First Light的案例中,一個大型的兩級超高速氣槍被用來向含有核聚變燃料的顆粒發射100克的彈丸,其形式為氚和氘。
該彈丸在擊中目標之前達到23399千米/小時的速度,大約是音速的20倍。
當燃料被射彈擊中時,它加速到超過252000千米/小時,或200倍音速,產生一個核聚變能量的脈衝。該能量被反應室內流動的鋰吸收,使其升溫。
霍克博士表示,這使得燃料在被擊中的那一刻成為「地球上移動最快的物體」。
射彈引燃技術工作原理示意圖。
最後,一個熱交換器將鋰的熱量轉移到水中,產生蒸汽,使渦輪機轉動並產生電力。
First Light Fusion的最終目標是開發核聚變發電站,其中上述過程將每30秒重複一次。
霍克博士表示,儘管只有幾毫米大小,每個目標顆粒可以產生足夠的能量,為英國普通家庭提供超過兩年的電力。
與需要昂貴的雷射儀和磁鐵的慣性核聚變技術相比,First Light的設備相對簡單和便宜,它在實現核聚變方面的花費不到4500萬英鎊。
First Light的核聚變發電反應室。
據悉,First Light正努力爭取在2030年代建立一個試驗工廠,生產約150兆瓦的電力,成本低於10億美元。
英國商業和能源大臣夸西·夸滕(Kwasi Kwarteng)表示,First Light Fusion在英國誕生的技術有可能在未來幾十年內徹底改變電力生產,使安全、清潔、無限的聚變能源成為現實。
英國原子能管理局執行長伊恩·查普曼(Ian Chapman)表示,核聚變有望成為世界未來能源供應的一個安全、低碳和可持續的部分。