激動人心！中國計(jì)劃在2031年建成全球首座聚變-裂變混合反應(yīng)堆！這個名為星火高溫超導(dǎo)反應(yīng)堆的項(xiàng)目，投資200億元，計(jì)劃在江西省南昌市瑤湖科學(xué)島建設(shè)全球首座聚變-裂變混合發(fā)電站，每秒產(chǎn)生的能量將超過輸入能量的30倍，遠(yuǎn)超目前全球任何核聚變項(xiàng)目，有望領(lǐng)先世界實(shí)現(xiàn)核聚變商業(yè)發(fā)電。
"星火"高溫超導(dǎo)反應(yīng)堆是什么？
"星火"是中國自主研發(fā)的聚變-裂變混合反應(yīng)堆，預(yù)計(jì)能產(chǎn)生100兆瓦的連續(xù)電力，相當(dāng)于一座傳統(tǒng)核電站輸出的10%。
聚變和裂變有什么區(qū)別？
聚變是把輕原子核（如氫）融合在一起，釋放巨大能量，這也是太陽發(fā)光發(fā)熱的原理。
裂變是將重原子核（如鈾）分裂，產(chǎn)生能量，這是目前核電站的工作方式。
簡單來說：聚變是合，裂變是分。
為什么要把聚變和裂變混合起來？
這就像"取長補(bǔ)短"。純聚變技術(shù)雖然最理想，但至今沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化；而純裂變雖然成熟，但存在核廢料和安全隱患?；旌隙芽梢越Y(jié)合兩者的優(yōu)勢，其基本原理是： 聚變部分產(chǎn)生高能中子，轟擊周圍的裂變材料，引發(fā)裂變反應(yīng)，進(jìn)一步放大能量輸出。一旦聚變停止，裂變反應(yīng)也會自動減緩，因而更安全。這種方式比純聚變更容易實(shí)現(xiàn)，又比純裂變更安全。
"星火"反應(yīng)堆如何工作？
星火反應(yīng)堆采用托卡馬克裝置，這是一種甜甜圈形狀的核聚變機(jī)器：在強(qiáng)磁場中，氘和氚（氫的同位素）形成高溫等離子體，核融合后釋放高能中子，中子撞擊鈾-238或釷-232，引發(fā)裂變反應(yīng)，兩種反應(yīng)共同產(chǎn)生巨大熱能，然后通過渦輪機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)Q值為30的核聚裂變混合發(fā)電。
什么是Q值？為什么"星火"的Q值如此驚人？
Q值是核聚變能量輸出與輸入之比。簡單說，Q>1就是"賺到能量"，而"星火"的目標(biāo)Q值超過30，意味著能產(chǎn)生輸入能量30倍以上的能量！
目前核聚變設(shè)施的Q值，歐洲JET裝置實(shí)現(xiàn)了0.67，美國國家點(diǎn)火裝置實(shí)現(xiàn)Q值1.5，但只是在燃料丸處，最有希望的國際熱核實(shí)驗(yàn)堆ITER，未來的目標(biāo)Q值是10。
"星火"項(xiàng)目面臨哪些挑戰(zhàn)？
星火項(xiàng)目雖然前景光明，但挑戰(zhàn)也不?。?/p>
1、高溫等離子體的穩(wěn)定約束是世界級難題；
2、高溫超導(dǎo)材料的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)尚未完全成熟；
3、混合堆的安全性、可靠性需要驗(yàn)證；
4、工程建設(shè)復(fù)雜，系統(tǒng)集成難度大；
5、還需獲得最后的批準(zhǔn)。
"星火"項(xiàng)目什么時候能建成？
根據(jù)江西電子集團(tuán)總裁武銳的說法，2025年將完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2026-2027年，開始生產(chǎn)和檢查設(shè)備，2028-2029年進(jìn)行組裝和測試機(jī)器，2031年完成反應(yīng)堆第一階段。
如果成功會帶來什么？
1、更清潔能源：幾乎不產(chǎn)生溫室氣體；
2、更安全核能：自帶安全機(jī)制，不會像福島那樣發(fā)生核泄漏；
3、更豐富能源：燃料取之不盡，可持續(xù)數(shù)百萬年；
4、更低電價：長期來看，能源成本可能大幅下降；
5、技術(shù)進(jìn)步：推動超導(dǎo)、材料等多領(lǐng)域發(fā)展。
"星火"混合堆項(xiàng)目代表著中國在清潔能源領(lǐng)域的重大創(chuàng)新和戰(zhàn)略布局。雖然挑戰(zhàn)重重，但如果按計(jì)劃在2031年建成并成功運(yùn)行，將可能成為人類能源史上的里程碑事件，為全球能源轉(zhuǎn)型提供全新路徑。
參考文獻(xiàn)：公開新聞報道
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