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核电,希望通过核聚变重新成为能源领域的重要竞争者,但在获得监管部门批准之前,它一直需要大量投资和数年的发展。密集等离子体聚焦(DPF)可以为融合技术的普及和经济可行打开大门。

位于新泽西州米德尔塞克斯的劳伦斯维尔等离子体物理公司(LPPFusion)可能很快将引领通过DPF过渡到核聚变的道路。

迄今为止,利用超高功率激光器和微波发生器、粒子束、巨型超导磁体系统和其他先进技术的昂贵、大规模的实验设施已成为核聚变项目的标准。但是这是相当昂贵的,而且已经在测试和开发过程中使用了好几年。其中最大的一个核聚变项目是在法国南部建造的巨型国际环形实验反应堆(ITER)。它现在的估计成本超过400亿美元。

DPF正在打开通往流线型、低成本聚变未来的大门,并再次获得更多支持,将核能作为一种可利用的智能能源。这是在目前的核裂变技术失去支持数年后发生的。

在物理学家埃里克勒纳(EricLerner)的带领下,LPPFusion团队在2016年取得了里程碑式的成功,当时其设备的离子温度达到了28亿度,是迄今为止任何实验中达到的最高温度。结果显示,它比太阳中心的温度高出200多倍,是法国ITER预计最高温度的15倍多。

LPPFusion已经提高了标准,并即将创造足够的条件来实现净能源发电量,即将总发电量减去发电厂辅助服务的消耗量平衡。到目前为止,这项工作是在实验室投资的700万美元的小预算下完成的,并得到了一些专门合作者的支持。勒纳和他的研究小组说,他们已经提高了DPF技术的性能,并接近于为净能源发电创造足够的条件――这是获得该技术支持的另一个有说服力的论点。

它的发电机正在使用氢硼,而不是标准的氘氚燃料。氢硼不会产生任何放射性废物,并且可以利用无限量的燃料。它还提供了将聚变能直接转化为电能的可能性。

虽然2011年日本福岛第一核电站(FukushimaDaiichi)核灾难后,核电失去了支持,但核聚变作为利用核能的解决方案,一直获得支持。有一种观点认为,核电站的运行容量远高于可再生能源或煤炭、天然气等化石燃料。倡导者提出的另一个观点是,核聚变提供了一个稳定的、稳定的能源,而不是风能和太阳能所面临的断断续续的气候条件。

核聚变的倡导者令人印象深刻,比如微软创始人比尔盖茨和挪威石油天然气公司Equinor。但总体而言,可再生能源,包括风能、水力和太阳能,是核能的主要竞争对手。

美国能源信息署(U.S.EnergyInformationAdministration)报告称,2019年,核能占美国电力的20%;其次是可再生能源,占17%。天然气以38%居首,其次是煤炭,占23%。

与使用激光和微波的更昂贵的聚变发电机相比,建造核电站可能是DPF的另一个竞争优势。它的氢硼聚变发电厂将提供一个小机组规模,低投资成本,低燃料成本和高水平的安全。据估计,与现有的传统能源和替代能源技术相比,DPF技术可以将发电成本降低10倍甚至更多。

自20世纪60年代以来,DPF技术以各种形式存在于世界各地的大学和政府实验室中,用于等离子体物理领域的研究。它也被用作X射线和中子的来源。

倡导者希望DPF能成为核聚变的桥梁,达到政府法规和财政支持所需的支持水平,并成为领先的替代能源发电厂来源。

 
 
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