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核聚变能阻止气候变化吗?

科学 地球
WinterIsComing (31822)发表于 2021年10月12日 16时24分 星期二
来自帕迪多街车站
在不断升级的危机中,无限清洁能源成了一个梦想——或者是白日梦。 假设你投身于开发出一种无碳的方式,只需要一杯燃料,就能为家庭供电一整年甚至多年,你觉得很有把握一定能成功。让我们假设你没有疯。这种描述适用于很多在核聚变领域工作的物理学家。为了达到这个目标,他们必须找到一种方法,将物质加热到比太阳中心还高的温度,热到将原子基本上融化成了带电粒子云(等离子体);他们做到了。他们必须构思并建造出可容纳等离子体的容器;他们也做到了——利用强磁场制造出“瓶子”。当“磁瓶”泄露的时候——如科学家解释的,想用“磁瓶”容纳等离子体就像是试图用麻线包裹果冻一样——他们又不得不设计更巧妙的解决方案,而他们又一次做到了。几十年来,为了追求核聚变,科学家和工程师建造巨大的金属“甜甜圈”和 Gehryesque 扭曲线圈,他们用激光“压紧”等离子体,在车库里建造了聚变装置。三十六年来,他们一直在普罗旺斯规划并建造一个实验性的聚变装置。然而商业上可行的核聚变能源仍然距离遥远。

正如白皇后在《爱丽丝漫游奇境记》中对爱丽丝所说的,“今天永远没有果酱,明天永远有果酱。”随着气候危机的不断加速,捉摸不定的核聚变不仅是让人发狂这么简单。每一年,太阳能都在变得更加高效,也更加实惠,但它无法持续,而且仍然要依赖燃气发电厂进行配送。风力发电也是如此。常规核电的缺点众所周知。碳捕捉就像是针对大气的“牙刷”,但是在你捕捉了一两吨碳之后,就无处安放了。所有这些工具都广泛地出现在政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change)等团体制定的脱碳计划之中,但是根据这些计划,即使是综合使用,这些工具也是不够的。核聚变仍然是伟大的清洁能源梦想——或者说是白日梦(这取决于你的谈话对象是谁)。理论上,核聚变不存在稀缺性的问题;我们的星球上有足够的聚变燃料——重氢和锂,它们存在于海水之中,足够使用三千万年。

核聚变不需要电池的重大进步,它可以按需提供,也不会导致下一个福岛的出现,而且它也不会太昂贵——如果我们能弄清楚所有的“细节”的话。(我曾经听说过一个笑话,核聚变存在着“难度守恒定律”,即:当一个问题被解决了,就会出现一个同等难度的新问题来取代它。)细节极其复杂,多年来,试图弄清楚这些细节的人一直在处理自己的匮乏问题——资金的匮乏和信仰的匮乏。到目前为止,核聚变在绿色新政中还没有立足之地。1976 年,美国能源研究与发展署发表了一项研究报告,预测核聚变能够以多快的速度成为现实,他们认为这取决于在该领域投入了多少资金。以今日的美元计算,每年投入 90 亿美元——该研究将其称为“最大有效努力”——预计将于 1990 年实现核聚变能源。如果投入的规模下降到了每年约 10 亿美元,该研究预计这将导致“核聚变永无可能”。英国物理学家 Steven Cowley 对我说:“这取决于投入的钱……如果这已经接近于你能投入的最大金额,那就只能是永远无法实现。”