
2023
07/28
根据中国科学报的研究
2023或将成为有记录以来
最热的一年
6、7月北方多地连续突破40℃
热到大伙怀疑人生
结合近两年频发的极端异常天气
我们不得不承认
「全球变暖」已经迫在眉睫
“能源圣杯”核聚变
气候变化是当今时代面临的最大挑战之一,为应对气候威胁,目前全球已有超过130个国家和地区明确提出“碳中和”或 “净零排放”的目标,而其中超过90%承诺在2050年之前完成。
在引起全球气候变化的一系列因素中,能源消耗是绝对主因。联合国数据显示,迄今为止,化石燃料(煤炭石油天然气等)占温室气体排放的75%以上,占所有二氧化碳排放的近90%。在此背景下,各国纷纷加速能源转型,寻求替代形式的绿色能源。
在所有的可再生能源中,核聚变能源以近乎无限和高度可持续且无排放的优点被誉为最终的替代能源。核聚变是将轻核粒子融合成更重的核粒子并释放巨大能量的过程,通常使用氢的同位素氘(重氢)和氚(超重氢)作为燃料,这些燃料在地球上丰富可取,并且不受地缘政治因素和资源限制的影响。
核聚变的发电能力比燃烧石油和煤炭产生的能量高出近400万倍,成本和稳定性优势碾压太阳能、风能、水能,而且与目前主要使用的核动力源核裂变相比,核聚变产生的能量远远多于前者,且不存在核废物管理和核安全的隐患。
尽管核聚变是理想的清洁能源选择,但目前实现可控核聚变仍面临许多技术和工程挑战,如维持等离子体的稳定性、能量损耗和材料耐受性等问题。
而要建一座能向电网输送能源、正常运转的聚变发电厂更是遥不可及,因为设计新型发电厂需要大量先进的工具和大量的建模和模拟,单个等离子体湍流仿真可能会输出数百PB的数据进行分析,同时要求聚变研究和技术不断进步。
好消息是,超级计算和数字孪生建模可以加速这一进程。
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