凯发K8旗舰厅中国工程院院士彭先觉:核能应成为未来能源的主力|院士上封面|睡不着
2025-01-18
凯发K8官网首页◈★★ღ✿。凯发k8国际官网◈★★ღ✿,1964年◈★★ღ✿,彭先觉从哈尔滨军事工程学院原子工程系毕业◈★★ღ✿,分配至二机部九院理论部从事核武器的理论研究及设计工作◈★★ღ✿。开启了自己与核相伴的征途◈★★ღ✿。
60年的时光疾驰而过◈★★ღ✿,彭先觉毕业从事核武器研究◈★★ღ✿,再到现在投身核能利用◈★★ღ✿,始终对国家和事业抱有强烈的热爱◈★★ღ✿。回顾半个多世纪的科技生涯◈★★ღ✿,他认为自己是幸运的◈★★ღ✿:“我衷心希望人类真正的原子能时代早日到来◈★★ღ✿,并愿意为此继续坚持和奋斗终生◈★★ღ✿。”
为一个遥远的目标而奋斗终生◈★★ღ✿,是彭先觉那一代人内心源源不绝的能量◈★★ღ✿,到底来自哪里?隔着漫长的半个多世纪◈★★ღ✿,想要试图理解彭先觉◈★★ღ✿,并非易事睡不着把女儿睡了◈★★ღ✿,但他对科研的坚定和核能和平发展事业的热爱◈★★ღ✿,可以在采访中轻而易举地捕捉◈★★ღ✿。
核能是清洁低碳安全高效的能源◈★★ღ✿,不仅可以发电◈★★ღ✿,还可以开展核能综合利用◈★★ღ✿,是保障国家能源安全与低碳转型的关键能源品种◈★★ღ✿,是推动我国高质量发展的重要力量◈★★ღ✿。
2024年2月◈★★ღ✿,国家发展改革委◈★★ღ✿、国家统计局◈★★ღ✿、国家能源局联合印发《关于加强绿色电力证书与节能降碳政策衔接 大力促进非化石能源消费的通知》◈★★ღ✿,提出实施可再生能源◈★★ღ✿、核电等非化石能源不纳入能源消耗总量和强度调控◈★★ღ✿。
“我认为核能应该成为未来能源的主力◈★★ღ✿,因为它具备清洁◈★★ღ✿、可规模化和持久性等优点◈★★ღ✿。”当被问及未来绿色能源的主力是谁时◈★★ღ✿,彭先觉向封面新闻记者解释道◈★★ღ✿,核能的能量密度非常高凯发K8旗舰厅◈★★ღ✿,与化学能相比◈★★ღ✿,它在能量转换效率上有着显著的优势◈★★ღ✿。“核能的使用对环境的影响相对较小◈★★ღ✿,占用的地球资源也较少◈★★ღ✿,这使得它在解决能源供应和环境气候问题方面具有独特的优势◈★★ღ✿。”
如何比较核能与可再生能源如光伏和风电的经济性?彭先觉告诉封面新闻记者◈★★ღ✿,在比较核能与光伏◈★★ღ✿、风电等可再生能源的经济性时◈★★ღ✿,主要考虑的是建造成本◈★★ღ✿、年发电量◈★★ღ✿、运行成本以及设计使用寿命等因素◈★★ღ✿。“以核电站为例◈★★ღ✿,其设计寿命通常为60年◈★★ღ✿,而光伏系统的设计寿命为30年◈★★ღ✿。通过计算◈★★ღ✿,核电站的单位成本发电量远低于光伏系统◈★★ღ✿。此外凯发K8旗舰厅◈★★ღ✿,核能还具有热电联动的潜力◈★★ღ✿,能进一步提高能源利用效率和降低经济成本◈★★ღ✿,而光伏和风电则无法实现这一点◈★★ღ✿。”
近10年来◈★★ღ✿,随着相关技术的发展◈★★ღ✿,核能的安全性有了显著提升◈★★ღ✿,而可再生能源如光伏和风电则存在间接性问题◈★★ღ✿,需要额外的成本来解决储能问题◈★★ღ✿。
“核能每年消耗的核燃料非常少◈★★ღ✿,与燃煤电站相比◈★★ღ✿,占用的地球资源和对环境的影响都相对较小◈★★ღ✿。”彭先觉直言◈★★ღ✿,目前◈★★ღ✿,核能的铀资源利用率虽然不到1%◈★★ღ✿,但随着技术进步◈★★ღ✿,如四代堆技术的发展◈★★ღ✿,其资源利用效率有望得到显著提高◈★★ღ✿。
在人类社会发展的漫长历程中◈★★ღ✿,能源始终是推动文明进步的关键因素◈★★ღ✿。被视为人类解决能源问题的“钥匙”之一的可控核聚变◈★★ღ✿,也被寄予厚望◈★★ღ✿。
聚变能源是否真的取之不尽用之不竭?彭先觉告诉封面新闻记者◈★★ღ✿,虽然传统观念认为聚变能源是取之不尽用之不竭的◈★★ღ✿,但实际上并非如此◈★★ღ✿。“例如凯发K8旗舰厅◈★★ღ✿,纯氘系统无法作为能源使用◈★★ღ✿,因为它无法满足输出能量远大于输入能量的条件◈★★ღ✿。当前的聚变系统都是有限的◈★★ღ✿,聚变能源并非无限制◈★★ღ✿。”
从物质的角度来看◈★★ღ✿,通过聚变获得无穷无尽的能量这一设想是不成立的◈★★ღ✿。即使我们大胆地提出这个观点◈★★ღ✿,它也与传统概念不同◈★★ღ✿。彭先觉告诉封面新闻记者◈★★ღ✿,基于基本理论和现有数据的判断表明睡不着把女儿睡了◈★★ღ✿,如果要实现聚变燃烧◈★★ღ✿,需要的能量远超过系统释放的能量◈★★ღ✿,因此它不能成为一个能源系统◈★★ღ✿。
目前◈★★ღ✿,聚变研究有自约束和惯性约束两条主要路线◈★★ღ✿。惯性约束聚变要求驱动器在极短的时间内提供极高的能量◈★★ღ✿,这对技术提出了很高的要求睡不着把女儿睡了凯发K8旗舰厅◈★★ღ✿。彭先觉指出◈★★ღ✿,当前◈★★ღ✿,聚变能的应用面临诸多挑战◈★★ღ✿,如建造规模大◈★★ღ✿、周期长◈★★ღ✿、成本高◈★★ღ✿,以及实现商业化困难等◈★★ღ✿。“特别是聚变堆的材料◈★★ღ✿,必须能够承受长期的高能中子辐照◈★★ღ✿,而目前的材料还无法满足这一要求◈★★ღ✿。”
在彭先觉看来◈★★ღ✿,混合堆技术被认为是聚变研究的一个必然方向◈★★ღ✿。在核聚变研究中◈★★ღ✿,混合堆技术的作用是什么?“它能够显著降低聚变功率◈★★ღ✿,减少中子辐照强度◈★★ღ✿,从而解决高温中子辐照问题◈★★ღ✿。同时◈★★ღ✿,混合堆利用裂变来补偿聚变的不足◈★★ღ✿,能够解决聚变堆的一些主要瓶颈问题◈★★ღ✿,通过聚变和裂变的互补◈★★ღ✿,混合堆技术有望建造出一个具有优良性质的能源系统◈★★ღ✿。”彭先觉说◈★★ღ✿。
混合堆的概念其实早就有人提出◈★★ღ✿,但按照当时的研究方案◈★★ღ✿,混合堆的运行要用10吨以上的钚凯发K8旗舰厅◈★★ღ✿,还要进行大量的后处理◈★★ღ✿,与快堆相比◈★★ღ✿,毫无优势可言◈★★ღ✿。
“我们现在提出的混合堆和过去完全不一样◈★★ღ✿,是聚变中子源和次临界能源堆相结合的新型混合堆◈★★ღ✿,我和课题组从2008年开始研究◈★★ღ✿,提出了这种全新概念的次临界能源堆技术路线◈★★ღ✿。”彭先觉及其科研团队潜心研究的“Z-箍缩混合堆”项目◈★★ღ✿,将通过核聚变技术◈★★ღ✿,从根本上解决当前裂变反应堆所面临的诸多挑战◈★★ღ✿,为人类社会的能源需求提供长达数千年乃至万年之久的稳定供给◈★★ღ✿。其中◈★★ღ✿,“Z-箍缩混合堆”不仅极大提升核能的安全性◈★★ღ✿,还实现了热电联供的高效模式◈★★ღ✿,显著提高了能量的综合利用率◈★★ღ✿。
研究表明◈★★ღ✿:这种堆◈★★ღ✿,可以以天然铀◈★★ღ✿、反应堆乏燃料为核燃料◈★★ღ✿,在聚变中子源驱动下获得十倍以上的能量增益◈★★ღ✿,可保证氚的有效循环◈★★ღ✿,且在核燃料循环中可不断添加贫化铀及钍◈★★ღ✿,达到不断烧铀-238和钍的目的◈★★ღ✿,因而可为人类提供数千年的能源◈★★ღ✿。
这种堆还有的突出优点是◈★★ღ✿:换料时间可延长至五年或更多◈★★ღ✿;核燃料循环的后处理简单◈★★ღ✿、经济◈★★ღ✿,只需清除部分裂变碎片◈★★ღ✿,不必进行铀-钚分离及铀同位素分离◈★★ღ✿;可实现放能和嬗变自身产生的锕系元素的双重目标◈★★ღ✿。
彭先觉告诉封面新闻记者◈★★ღ✿,“Z-箍缩混合堆”系统有望作为基荷能源◈★★ღ✿,逐步替代火电等传统能源形式◈★★ღ✿,并与风能◈★★ღ✿、太阳能等可再生能源形成完美的互补格局◈★★ღ✿,共同引领核能发展的崭新方向◈★★ღ✿,为核能的可持续发展注入强劲动力◈★★ღ✿。“与其他聚变能源途径相比◈★★ღ✿,核爆能源有技术相对简明◈★★ღ✿、造价低廉◈★★ღ✿、利于实施的明显优势◈★★ღ✿,最重要的是它能为人类提供能源的时间也最长◈★★ღ✿,所以我认为和平利用核爆炸是可行的◈★★ღ✿,甚至可以说是简便的◈★★ღ✿。但也有困难◈★★ღ✿,那就是让人们接受起来不太容易◈★★ღ✿,这也是这一路线实现的最大障碍◈★★ღ✿。”
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