布拉尔特谈核聚变

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 文章讨论了核聚变能源及其技术与历史挑战。
  • 它提到了ITER项目以及像太阳一样实现聚变的困难。
  • 文章批评了聚变领域过度的承诺和反复的失败。

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核聚变的梦想,骗子和瘸鸭子。
将太阳的能量装瓶,永远要等到20年后。

作者:****查尔斯·西夫| 发布于2013年1月3日,美国东部时间上午5:00

法语文章,PDF格式

低温恒温器是围绕ITER真空室和超导磁体的真空密封容器,基本上就像一个巨大的冰箱。它将由不锈钢制成,厚度在50毫米到250毫米之间。该结构设计为8500立方米。其尺寸为直径29.4米,高29米。重量将超过3800吨,使其成为有史以来最大的不锈钢真空瓶。

就在几周前,一群核聚变研究者用韩国的钱开始设计一台机器,没人真的认为它会被建造出来而且如果建造了可能也不会运行。这使得这台机器比法国的机器更加荒谬,法国的机器是否建造尚不确定,即使最终建成,也肯定不会用于最初的目的。如果你猜到核聚变能源的故事有点奇怪,那么你是对的。

一方面,核聚变能源的历史充满了疯子、骗子、天真者和理想主义者,他们梦想着解决全球能源问题。其中最著名的是马丁·弗莱施曼,他去年去世了。与同事斯坦利·庞斯一起,弗莱施曼认为他在实验室的烧杯中将氢转化为氦,他从未想过如果成功的话,他会和同伙被反应释放的辐射烤焦。弗莱施曼不是第一个:一位名叫罗纳德·里希特的德国侨民,曾卷入胡安·庇隆宫殿的阴谋,比弗莱施曼早近四十年,而新近的骗子安德烈亚·罗西也不会是最后一个。

原因很容易看出:在纸上,核聚变能源有几乎无限的潜力。聚变反应通过将轻原子(如氢)结合成更重的原子(如氦)释放出巨大的能量。(基本上,裂变是相反的:将重原子如铀分裂成更轻的原子)。聚变是太阳的能量来源,它如此高效,以至于地球上的核燃料足以满足我们文明的所有能源需求,基本上是永远的。问题是,要让这些原子足够强地碰撞在一起发生聚变是非常困难的。你必须达到数千万甚至数亿摄氏度的极端温度,使原子足够快地开始反应。但当你加热燃料时,你必须保持它的集中。1亿度的等离子体想向各个方向爆炸,但如果你要保持反应持续,就必须将其控制住。你如何制造这个瓶子?
太阳的瓶子是重力。因为太阳质量巨大,超过地球的30万倍,它有一个巨大的引力场。正是这个引力场和这些压力压缩并控制着可燃氢,防止它四处飞散。但如果没有太阳的质量来提供重力,你必须找到其他方法。

一种非常有效的方法是使用原子弹作为瓶子。1952年11月1日,美国利用聚变能将太平洋的埃卢盖拉布岛从地球表面清除。测试“伊芙·迈克”(Ivy Mike)的核心基本上是一个巨大的液态氢储罐。一端是一个广岛型的钚炸弹,当它爆炸时,压缩了燃料,将其加热到数百万度,并将其封存。在一瞬间,地球表面爆发了太阳般的能量。摧毁广岛的炸弹相当于约15千吨TNT。伊芙·迈克约为1000万吨,大约是它的700倍。如果你愿意,这些装置没有理论上的最大尺寸限制。(苏联在1960年代引爆了一个5000万吨的怪物。)

这个装置有效,但对于全球能源需求来说,它是一个相当糟糕的解决方案。很难将核聚变武器转化为安全的电力供应商。这并不意味着我们没有试图利用氢弹。爱德华·泰勒,伊芙·迈克的“弗兰肯斯坦博士”(Dr. Frankenstein),曾试图说服世界,核聚变武器可以用于和平目的,控制天气,开采页岩气,为阿拉斯加的岩石开凿港口,甚至将月亮原子化。是的,爱德华·泰勒想将月亮原子化,根据他自己的说法,是为了“观察这可能造成什么样的扰动。”

泰勒无限核聚变的梦想并未随着他的去世而终结。爱德华·泰勒曾经的游乐场——劳伦斯利弗莫尔国家实验室,现在是价值超过40亿美元的巨型机器“国家点火装置”(National Ignition Facility)的所在地,这是更著名的聚变项目。其理念是使用如此巨大的激光,足以让月亮原子化器感到骄傲和激动,将豌豆大小的氢弹压缩起来。据称目标是通过氢原子的聚变产生比激光输入更多的能量。而利弗莫尔的科学家们预测他们将在2010年取得成功……然后他们又说将在2012年10月成功……然后NIF证明了利弗莫尔科学家的成功预测完全是错误的。(注:Megajoule项目是其法国版本。)

这是完美的成绩。利弗莫尔自20世纪70年代末以来一直预测激光聚变即将成功,却始终未能实现任何预测。事实上,批评者(包括我)早就指出,将NIF描述为聚变能源来源是荒谬的。激光的设计目的是研究核武器,而不是产生能量。(而且它甚至无法很好地进行武器研究。)然而,利弗莫尔的科学家们继续声称他们的昂贵激光研究最终会以某种方式产生聚变能源,即使他们不得不通过一个像鲁比·戈德堡(Rube Goldberg)式的装置来展示成功的可能性。(对于计分的人来说,最后一个项目,如果获得资金,也注定会失败。)

利弗莫尔在夸大核聚变方面并不孤单。从……