聚變能源在我們的未來嗎?

奧巴馬的科學顧問說,美國在能源研究方面的投資嚴重不足。這包括聚變能。

更好地理解聚變反應可能有助於決定它們作為能源的實用性。

羅傑·雷斯梅耶 Getty Images

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約翰·霍爾德倫已經聽過無數次老掉牙的笑話:聚變能源離我們只有30年——而且永遠都是。儘管承諾一再落空,但早年曾作為物理學家研究聚變能的霍爾德倫堅信,聚變研究值得過去幾十年投入的數十億美元——這項工作應該繼續下去。12月,《大眾科學》採訪了即將卸任的聯邦科學和技術政策辦公室主任霍爾德倫,討論奧巴馬政府的科學遺產。以下是他關於美國能源投資的一些觀點的編輯摘錄。

《大眾科學》:我們在能源技術研究方面的投資是否足夠?

約翰·霍爾德倫:我認為我們在能源研發方面的總體支出應該是在目前支出水平的三到四倍。每一項關於能源研發與挑戰的嚴重性、機遇的大小以及我們因資金不足而未能追求的重要可能性的主要研究都得出結論,我們應該投入更多。


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但我們有專門的國家實驗室——

我把國家實驗室正在做的工作算作聯邦政府努力的一部分。我們只是需要做得更多——這在各方面都是如此。我們需要在先進生物燃料方面做得更多。我們需要在碳捕獲和封存方面做得更多。我們需要在先進核技術方面做得更多。我們需要在聚變方面做得更多,看在上帝的份上。

聚變?真的嗎?

在我看來,聚變在2050年之前不會產生千瓦時,但是——

在過去的30年裡,聚變難道不是一直都說還有30年嗎?

實際上比那更糟。我從1966年開始研究聚變。我在麻省理工學院攻讀等離子體物理學碩士學位,當時人們認為我們到1980年就能實現聚變。那時只剩下14年了。到1980年,又變成了還有20年。到2000年,又變成了還有35年。但如果你看看這段時期內聚變進展的速度,就裝置效能而言,它比摩爾定律還要快——如果能有一種比裂變更清潔、更安全、更不易擴散的核能版本就好了。

我的立場並不是說我們知道聚變會在2050年或2075年成為一種有吸引力的能源,而是說值得在這方面投入一些資金,因為我們沒有那麼多基本上取之不盡用之不竭的能源選擇。有可再生能源。還有高效的增殖反應堆,但就目前的技術而言,它們在需要相當於鈽經濟和大量武器可用材料的交易方面,有很多相當沒有吸引力的特徵。

另一個有趣的題外話是,如果我們真的要走向星空,唯一能帶我們到達那裡的推進力就是聚變。

我們是在談論曲速引擎嗎?

不,我指的是以接近光速的相當大的速度前往星空。

我們什麼時候才能知道聚變是否會成功?

我們應該堅持ITER[一個位於法國的聚變專案]的原因是,它是目前產生燃燒等離子體的唯一希望,除非我們能夠理解和掌握燃燒等離子體的物理學——一種產生足夠聚變能量來維持其溫度和密度的等離子體——否則我們不會知道聚變是否可以作為一種實用的能源來管理,無論是用於地面發電還是太空推進。我同意每五年認真審視一下聚變,並決定它是否仍然值得投入,但目前我認為它是值得的。

要閱讀更多與約翰·霍爾德倫的對話——其中包括他對美國科學政策未來、腦科學持續進步前景等的評估——請訪問www.ScientificAmerican.com/john-holdren

弗雷德·古特爾是《大眾科學》的執行編輯,也是《物種的命運》(布盧姆斯伯裡出版社)的作者。古特爾曾任《新聞週刊》副主編。他的寫作和編輯作品為他贏得了美國雜誌編輯協會的眾多獎項和提名。他在《發現》雜誌上發表的文章《沙中的謎題》被美國科學促進會評為1998年最佳雜誌文章,他在《新聞週刊》上發表的關於俄羅斯接受世界核廢料計劃的文章《荒地》獲得了海外記者俱樂部環境寫作獎。

更多作者:弗雷德·古特爾
大眾科學雜誌 第316卷 第3期這篇文章最初以“聚變在我們的未來嗎?”為標題發表於大眾科學雜誌 第316卷 第3期 (), 第17頁
doi:10.1038/scientificamerican0317-17
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