英国孵化器计划建造世界上第一座核电站

即使没有聚变设施能够产生比运行所需更多的能量，但世界各国政府已经在研究如何建造商业反应堆。英国提案的设计和时间表都使其成为最雄心勃勃的提案。

“这还不够，我不知道，但这确实是一笔钱。”全球最大的聚变实验ITER的首席科学家Tim Luce说，该实验得到了国际合作的支持。他说，如果现金继续用于最终设备的关键要素的原型制作，那将为英国“提供一个很好的开端”。

在接下来的四年中，位于牛津附近的库勒姆聚变能源中心的科学家将为能源生产用球形托卡马克(STEP)进行详细设计，该工厂能够产生数百兆瓦的净电能，并将正常运行到2040年代初。如果决定继续建造该设施，那么账单将高达数十亿英镑。

“这是一个野心勃勃的冒险活动，但我认为必须进行核聚变计划，”运营库勒姆中心的英国原子能管理局(UKAEA)的STEP计划负责人霍华德·威尔逊(Howard Wilson)说。

氢原子向氦中的核聚变-为太阳提供动力的过程-承诺提供几乎无限的清洁能源。但是，还没有一种设备能够达到反应产生比生产所需更多的能量所需的热量和限制水平。目前正在法国南部进行的国际ITER实验旨在于2035年实现这一目标。STEP项目的目标是进一步发展：建立可以利用核聚变电力的电厂。只有ITER成功了，科学家们才能知道原型商业工厂(如STEP)是否真的可行。

设计紧凑

像ITER一样，计划中的英国设施将以“托卡马克”设计为基础，该设计使用磁场限制氢，tri和氘的重同位素的等离子体，氢，tri和氘的重同位素在极端的高温和高压下融合。但是，尽管ITER的托卡马克是甜甜圈状的，但STEP会采用一种自1990年代以来在英国试用的方法，该方法将过热气体保持为更紧凑的果核形状。

科学家们希望规模较小的设施(全长约10米)会更便宜。但是减小尺寸也会带来问题，例如如何在较小的表面积上管理等离子体的极端热量。

剑桥麻省理工学院的等离子体物理学家安妮·怀特(Anne White)说，制造更紧凑的托卡马克是一种冒险的选择。物理学家有信心ITER的托卡马克将按计划工作，因为它的设计已被广泛研究。她说，但是对于球形托卡马克来说，还有许多未知数。“这意味着存在更多风险，但另一方面，也可能意味着有更多的发现可能还有更多的要优化。”

英国只是计划建造商业反应堆的众多国家之一。中国称为中国聚变工程测试反应堆的设施可能最早在2035年投入使用，而国际热核实验堆的欧洲继任者DEMO则计划在2050年代投入使用。世界各地的许多公司也希望实现更紧凑的设计。

往前想

STEP的现金来自前特蕾莎·梅(Theresa May)政府于去年10月宣布的2000万英镑，该政府为设计的第一年提供了资金。Culham中心的首席执行官兼UKAEA负责人伊恩·查普曼(Ian Chapman)说，到2024年之后，该设施的后续开发阶段将涉及公共和私人投资。

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