核能也可以通过轻核的聚变反应产生。这种技术有许多优点,吸引了全球的研发努力。自成立以来,国际原子能机构一直支持聚变能的研究,并帮助成员国交流和构建聚变科学与技术的知识。
聚变
国际聚变研究活动与国际原子能机构的作用
全世界的聚变和等离子体物理研究取得了令人瞩目的进展。近几年来解决了许多科学问题。目前,有50多个原子能机构成员国在进行受控核聚变和等离子体物理研究。挑战在于证明聚变作为一种能源在科学上是可行的。由于解决相关反应堆物理和技术问题需要大型、复杂和昂贵的装置,因此在聚变研发领域需要进行国际协作。
原子能机构鼓励国际合作与协调,帮助弥合现有的物理、技术和法规方面的差距,并推动聚变能的和平利用。原子能机构在该领域的活动涵盖了磁聚变和惯性聚变的等离子体物理和聚变动力、技术和材料等。
世界上规模最大和最先进的聚变实验是国际热核聚变实验堆(ITER)项目。该项目有七个国际成员(中国、印度、日本、韩国、欧盟、俄罗斯联邦和美国)参与。国际热核聚变实验堆基于托卡马克概念(采用通过磁场约束等离子体的装置),目前正在法国的卡达拉什建造。该反应堆的目的是实现不低于10的聚变功率增益,并产生500兆瓦的聚变功率。它还将试验聚变反应堆所需的关键技术。
另一个聚变倡议是国际聚变材料辐照设施(IFMIF),这是一个欧洲-日本联合项目,将在日本建设,计划与国际热核聚变实验堆同期运行。国际聚变材料辐照设施将用来试验和筛选可以承受未来聚变堆的高能聚变中子产生的极端条件的材料。
目前处于设计阶段的示范电厂(DEMO)预计将向电网供应聚变电力。示范电厂将成为以国际热核聚变实验堆为基础的商业电厂的原型。预计将在国际热核聚变实验堆和国际聚变材料辐照设施运行期间进行建设。为了实现目标,示范电厂必须具有大约比国际热核聚变实验堆大15%的线性尺寸和大30%的等离子体密度。
原子能机构举办了各种与核聚变相关的论坛,包括两年一次的聚变能会议、一系列关于示范电厂项目的讲习班和许多技术会议。原子能机构的活动还包括:推出聚变领域的出版物,如聚变杂志和聚变物理学图书;建立机构和科学家网络,以解决共同关心的重要问题;维护聚变领域的数据库;支持聚变方面的教育和培训活动。