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3月13日消息，科學家們一直想要藉助核聚變過程為城市提供能源。核聚變反應能夠產生大量的可持續能量，而且完全無碳。據麻省理工學院的科學家稱，一個投資3千萬美元的研究項目有可能讓核聚變技術在未來15年內得到推廣。
麻省理工學院的研究人員已經與一家名為融合系統聯盟公司（CFS）的私人企業建立合作關係進行一個快速的研究項目，研究人員稱他們的合作能夠明顯加快聚變技術的研發。研究人員在一份聲明中稱，這個項目的最終目標是建立一個緊湊型的全功能核反應堆，也就是我們所說的托卡馬克裝置，這種裝置小到能夠安裝在卡車。
但是研究人員第一步需要建立世界上最強大的超導電磁鐵，這是建造聚變反應堆的關鍵部分。麻省理工學院的研究團隊從CFS公司獲得了3千萬美元的資金，研究團隊希望在未來三年內完成項目的第一階段。麻省理工學院校長L. Rafael Reif稱：「超導磁鐵技術的進步已經讓聚變能有可能為我們所用，這就能夠為我們打造一個安全而且無碳的能源未來。」
當兩個較輕的原子融合形成一個較重的原子時就會發生聚變反應。由於這個新原子的質量略低於兩顆融合原子的質量，根據愛因斯坦的質能守恆定律(E=mc^2)，這一融合過程就會以光和熱的形式產生大量的能量。恆星內會經常發生這一自然過程。科學家們認為他們能在地球上藉助常見的原子再現這一過程，比如說能夠從水中提取的重氫原子等。
然而想要藉助核聚變反應獲得大量的能量，他們首先需要藉助超高溫將氫氣加熱到一種等離子體狀態，這種狀態下它們的電子會被剝離下來。當電子獲得自由時，等離子體就會具有導電性而且能夠藉助磁場進行操控。
當然需要警惕的是，那種高溫下的等離子體能夠快速燒毀任何接觸到的容器。這也是為何要採用超導磁鐵的原因。藉助強大的磁場，研究人員們能夠操控等離子體不讓其接觸反應堆容器壁。
研究人員稱，在未來3年時間裡，麻省理工學院計劃打造一種新的電磁鐵，它的強度將是之前實驗所使用電磁鐵強度的3倍。這種磁鐵將由一種名為釔鋇銅氧化物的新超導材料製成。研究人員將把這種磁鐵安裝在一個被稱為「Sparc」的反應堆原型中，研究人員認為這個原型反應堆足以為一座小城市提供持續而且安全的無碳能量。
如果反應堆Sparc運行狀況良好，它能夠成為建造商業聚變發電站的模板。商業聚變發電站將比這個原型大兩倍，而且它產生的電量完全能夠趕得上目前的許多發電站，但是它卻不會帶來溫室氣體排放。據麻省理工學院的研究人員稱，世界首個功能齊全的聚變發電廠將在15年內投入運行。
與此同時，聚變能源研究領域的其它大規模試驗正在全世界範圍內展開，其中就包含了法國的國際熱核實驗反應堆（ITER）項目的建造工作。ITER項目啟動於2007年，這個項目是35個國家的合作項目，預計將在2040年完成。
來源：網易科學
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