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氢硼聚变为无中子聚变领域研究热点 在未来能源领域应用潜力巨大

2024-06-13 16:48      责任编辑:王昭    来源:www.newsijie.com    点击:
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氢硼聚变为无中子聚变领域研究热点 在未来能源领域应用潜力巨大

  氢硼聚变是一种高能核聚变反应,即p-B11(质子-硼11)反应。氢硼聚变是氢与硼的核聚变,涉及到氢原子核(质子)与硼11原子核的碰撞。通过质子与硼11原子核相互作用,氢硼聚变生成三个α粒子(氦核),并释放出大量的能量。

  根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年氢硼聚变行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,自2018年以来,全球核聚变企业数量处于持续增长中,2023年企业数量达45家左右,其中又以美国、欧洲地区居多。全球范围内,采用氢硼聚变技术方案的企业有美国TAE Technologies公司、澳大利亚HB11 Energy公司、德国Marvel Fusion公司、中国新奥集团等。

  由于条件苛刻、技术不成熟,目前常用的核聚变燃料有D-T、D-D、T-T、He3-He3、T-T、He3-Li6、p-B11、D6Li等,其中B11原子核最大。

  氘氚(D-T)聚变为目前核聚变领域主要研究方向之一,且已取得重大进展,但氘氚聚变会产生大量中子(不带电荷),中子辐射穿透力强,且会带走聚变中释放的能量,进而引发材料活化、装置损伤等一系列问题。另外氚为国家严格管控战略物资,自然界中存量极少。

  氢硼聚变是无中子聚变领域研究热点方向之一,相较于氘氚聚变及其他核聚变反应,氢硼聚变产生的中子较低,或无中子产生,且极少涉及放射性,这意味着氢硼聚变具有更环保、辐射污染更小等优势。另外硼在自然界储量丰富,更容易获取。

  氢硼聚变对三重积要求较高,因此技术挑战较大,目前该领域仍存在诸多亟需解决问题,涉及到诊断技术(如氢硼含量比)、加热技术(如负离子源中性束)、加料技术(如硼核靶制备、硼弹丸注入)等方方面面。

  球形环是实现氢硼聚变的理想平台。2019年,新奥集团自主设计建造了国内首座中型球形环装置“玄龙-50”。新奥聚变研究团队提出了“实验-点火-发电”三步走的发展计划,目标在2035年进入聚变示范堆阶段,最终实现商业化的氢硼聚变能,为实现这一计划,新奥完成了对“玄龙-50”的升级,并进行了新装置“玄龙-50U”首次等离子体实验,下一代装置“和龙-2”处于筹建中,预计2026年建成。

  新思界行业分析人士表示,氢硼聚变具有燃料丰富、无污染、无/低中子等特点,是理想的核聚变选择,在未来能源领域具有巨大应用潜力。核聚变具有清洁、高效、原料丰富等优势,是全球能源领域研究热点,在技术和资本等驱动下,核聚变商业化进程正不断加快,氢硼聚变市场空间将随之扩大。

关键字: 无中子聚变 氢硼聚变