加核实验室与两聚变技术研发企业开展研发合作

2023-01-23 19:57孟雨晨,伍浩松,张焰
国外核新闻 2022年12期
关键词:中子液态弹丸

【本刊2022 年12 月综合报道】2022 年11月,加拿大核实验室(CNL)分别与英国第一光聚变公司(First Light Fusion)和加拿大通用聚变公司(General Fusion)签署合作协议,将帮助后两者推进聚变技术研发。

第一光聚变公司

加核实验室11月28日宣布与第一光聚变公司签署合同,将利用加拿大核研究倡议(CNRI)提供的资金共同开发聚变堆提氚系统,并为氚的加工和贮存提供解决方案。

第一光聚变公司一直致力于弹丸聚变技术研究。弹丸聚变是一种新型惯性聚变技术。第一光聚变公司认为这是一条最快、最简便且最廉价的聚变能商业化路径,因为这一技术使用高速弹丸撞击燃料靶丸,使靶丸内部的燃料发生内爆,进而引发聚变反应,不需要使用复杂且昂贵的激光器或磁体来产生或维持聚变条件。第一光聚变公司2022年4月宣布,弹丸聚变研究设施近期首次实现了聚变反应,并且这一结果得到了英国原子能管理局(UKAEA)的独立核实。

第一光聚变公司计划基于弹丸聚变技术建设6 万千瓦示范聚变电厂,建设费用约为5.7 亿美元。该示范电厂旨在实现发电和产氚的一体化,确保氚的自给自足。聚变堆使用氘和氚作为燃料。聚变反应产生的中子将与聚变腔室“液态金属”内壁中的锂发生反应,生成氚。示范电厂投运后,氚的年产量可达2千克。第一光聚变公司表示,聚变电厂的设计需要解决核聚变的三大工程难题,即防止中子对设备的损坏、氚的生产和极端热通量管理。

加核实验室将与第一光聚变公司合作研发聚变堆提氚系统。加核实验室将选择两种候选提氚技术,基于这两种技术计算系统规模和氚滞留量,并进行安全和技术风险评估。提氚系统是实现聚变燃料循环的重要环节,也是防止氚渗透到冷却剂中的关键因素。

加拿大核研究倡议由加核实验室于2019年7月启动,目标是利用加核实验室的科研设施和能力,帮助先进核技术开发商加速创新技术的商业化部署,包括先进裂变堆和聚变堆。

通用聚变公司

加核实验室11月10日宣布与通用聚变公司签署合作备忘录,未来将联合开展多个项目,目标是加速推进聚变技术在加拿大的商业部署。

根据备忘录,双方的合作领域包括可行性研究、监管框架、电厂选址和建设、基础设施设计,以及测试和运营支持。总体目标是利用加核实验室的研发能力,帮助通用聚变公司于2030 年前在加建设一座商业聚变电厂。

两家机构曾于2021 年7 月宣布将合作开发用于商业聚变电厂的提氚技术。此后,双方合作研究了在聚变体系中最具前景的氚管理方法,特别是从液态金属中提氚以实现氚燃料无限供应的技术。加核实验室拥有一座氚设施,可供开展提氚技术的全面测试。

通用聚变公司成立于2002 年,一直致力于“磁化靶”(MTF)技术研究。这一技术起源于美国海军研究实验室20 世纪70 年代提出的LINUS 概念,其主要原理是:将氘氚等离子体团注入到一个液态金属的自旋涡流中,然后用一组活塞向内挤压。如果这种挤压在几微秒内完成,等离子体就会向心聚爆,达到发生聚变反应的条件。聚变反应会产生中子,中子能够与液态金属中的锂发生反应,生成更多的氚。

通用聚变公司与英国原子能管理局2021年6 月签署合作协议,将在英国卡勒姆园区(Culham Campus)建设并运营一座聚变示范厂;2022年10月宣布将根据2021年协议启动多个合作项目,目标是建设一座“磁化靶”聚变示范设施。

猜你喜欢
中子液态弹丸
VVER机组反应堆压力容器中子输运计算程序系统的验证
神秘的『弹丸』
空化槽对弹丸水下运动特性的影响
(70~100)MeV准单能中子参考辐射场设计
利用自组装沉积法制备出柔性液态金属薄膜
3D打印抗中子辐照钢研究取得新进展
中科院合肥研究院“液态锂对无氧铜的腐蚀研究”取得进展
基于某主动防护的弹丸撞击网板过载特性分析*
浅谈液态渣的显热利用和工艺技术
物质构成中的“一定”与“不一定”