戴维・金汉姆：核聚变技术亟待创新

　　多企业研发小型核聚变反应堆

　　中国电力报 中电新闻网 记者 于琳娜 译

　　核聚变需要使两个原子核融合为一个大核，这种状况发生时释放出能量。图为位于牛津阿宾登卡勒姆核聚变能源中心的一个核聚变反应堆模拟装置。 HaydnDenman 摄

　　物理学家戴维・金汉姆认为，为保证全球获得无限清洁和安全的能源，核聚变技术需要一个“莱特兄弟”似的创新，而他的公司正致力于研究新式小型核反应堆。金汉姆是托卡马克能源公司首席执行官，他计划在2025年研发出首个新式小型核反应堆，2030年实现向电网输电。

　　反应装置只有几米宽

　　一直以来，模拟太阳利用核能的力量发电被认为是应对气候变化、为世界提供足够动力的最终解决方案。但核聚变怀疑者经常说，该技术离真正研发出来还差一二十年。

　　“虽然资助相对微薄，但如果我们的进展足够快，人们马上将见证激动人心的时刻。”金汉姆说，他的公司位于卡勒姆，临近牛津，是英国国家核聚变实验室下属单位。“这将吸引大量投资，有助于解决许多全球性挑战。比如材料的寿命，当你做实验时也许不用担心这个，但当你进入大量生产阶段时则需要特别关注。”

　　该公司的竞争对手主要来自北美，由亚马逊的JeffBezos、PaulAllen创建，同时也是微软的共同创始人，两家公司正开展着谁先取得技术突破的竞赛。托卡马克能源公司的目标是研制一种只有几米宽的核聚变装置，利用高温超导体制造磁场来控制聚变等离子体，这种小型装置很快将实现批量生产。在去年11月，英国政府宣布为小型核反应堆投资25000万英镑，目前资金主要用于传统核裂变技术研发。

　　　高温超导体是技术关键

　　等离子体很容易获得，这意味着主要挑战是控制超热气体。“这基本是一个工程技术的挑战。”金汉姆说。铜磁体和常规超导体在接近绝对零度下工作需要太多的能量，所以托卡马克能源利用高温超导体（依然需要在零下200摄　  氏度环境中运行）。

　　等离子体核聚变需要达到一个非凡的温度──1亿摄氏度，这个温度比太阳核心的温度还要高。但托卡马克能源研发的第三台样机正在建设中，计划在未来1年内达到1500万摄氏度，到2017年底达到1亿摄氏度。托卡马克意为“环形腔磁场”的俄文缩写，该公司主要关注工程，现在进行的公共项目也着眼于科学项目。

　　目前世界上最大的核聚变项目是ITER（国际高热原子能反应堆），是一个由30个国家联合建立的巨大核聚变反应堆，位于法国南部，仅磁体重量就与一架波音747飞机相当。

　　该反应堆将在未来15~20年内建设完成，产生500兆瓦电力，大约相当于现在的大型核裂变反应堆。但目前项目进展并不顺利。

　　多企业加快研发速度

　　托卡马克能源并不是唯──个支持小型核聚变反应堆的公司，其竞争对手还包括洛克希德马丁公司著名的臭鼬工厂研究组，该研究组曾在2014年表示，未来10年内他们将生产卡车大小的核聚变电站，但目前仅仅吸引了一些关于研究细节的批评声音。此外，TriAlpha能源公司也在利用粒子加速器技术加紧相关研发。

　　“在某种程度上，我们可以相互学习。”金汉姆说，但是他坚持认为自己研发的球状磁性装置更接近科学的主流。“我们正在用已知的未知来进行研究，而其他人的研究更像是利用未知的未知。”

　　研究吸引的最新投资者是机械工程师协会。协会能源和环境部主任JeniferBaxter博士说：“小规模的核聚变可以彻底改变我们的未来，如果托卡马克公司成功了，就可以确保全球在气候变化、人口增长的双重压力下获得可持续的经济增长。”

赵雅君