饼干通知

我们使用cookie使我们网站的部分工作,并改善您的访客体验。
如果您只允许必要的cookie,我们网站的某些功能可能无法正常工作。


托卡马克装置的能量

梅勒妮·温德里奇·托卡马克能源博士

作为我们创新活动的一部分,我们采访了托卡马克能源公司的梅兰妮·温德里奇博士,谈论了公司的愿景,工程师在社会中的作用,以及创新对她意味着什么。托卡马克能源公司是斯蒂芬森基金支持的公司之一。

托卡马克能源公司是做什么的?

托卡马克能源公司正在研究核聚变,这是人们期待已久的能源领域圣杯。正是这种反应为太阳和恒星提供了能量,而核聚变是非常难以实现的。但是,利用这种恒星反应,清洁、绿色、安全和丰富的能源将在全世界成为现实。前景是诱人的。

核聚变现在是一个工程问题。核聚变是在20世纪90年代实现的(在UKAEA Culham的JET托卡马克和美国的TFTR),但我们需要设计和建造能够在持续一段时间内产生净能量增益的机器,并且在建造、运行和退役方面都是经济的。托卡马克能源公司为主流概念带来了创新的想法,建立在坚实的基础上,并使用重要的新技术来加速聚变能源的发展。

托卡马克能源的主要创新是什么?

核聚变项目一直受到投资不稳定和延期的困扰,部分原因是被称为托卡马克的实验性核聚变机器越来越大。两项创新——球形托卡马克和高温超导体——开启了建造更小聚变机器的可能性。

球形托卡马克具有苹果核形状,而不是传统的环形甜甜圈形状。这种设计上的改变已被证明能提高机器的效率,但空间不足可能是个问题。高温超导材料早在20世纪80年代就被发现了,但直到最近,人们才开发出将这种陶瓷材料制成可用于缠绕电磁铁的柔性胶带的工艺。这些创新加在一起,可以使核聚变变得更小、更便宜、更快,从而彻底改变能源领域。

托卡马克能源公司创始人艾伦·赛克斯在上世纪八九十年代率先提出了球形托卡马克的概念。现在托卡马克能源公司及其合作者正在为托卡马克开发高温超导磁体,这使得更紧密的球形设计成为未来发电站的可行选择。以以前的技术,这被认为是不可能的。

除了新技术,关键的创新方法是我们的灵活性-保持实验设备尽可能小,以在继续之前证明我们的概念。通过这种方式,我们可以快速地调查、学习和迭代。

看看托卡马克能源公司是如何发展核聚变的

公司面临的主要挑战是什么?

托卡马克能源公司将开发核聚变能源的挑战分解为一系列工程挑战:

1.用所有由高温超导体制成的磁铁建造托卡马克(2015年实现)。

2.在小型托卡马克中达到聚变温度。我们的目标是在2017年达到1亿度。这是我们的一亿学位挑战——除了研发之外,我们还利用物理学和工程学这一激动人心的学科的激动人心之处,吸引公众,尤其是在校学生,参与到核聚变能和科学事业的激动人心之中。

3.实现能量收支平衡-至少与我们投入驱动聚变反应的能量一样多。这将是核聚变领域的“莱特兄弟时刻”。我们的目标是在2020年实现这个目标。

4.第一次发电。

5.继续建造可靠、经济的核聚变发电厂——考虑到在一个预期运行寿命为几十年的设备中心制造如此恶劣环境的工程现实,这本身就是一个挑战。

托卡马克装置的能量

核聚变总是被描述为“10年以后”——这是真的吗?

这是一个很大的问题,而且人们常说这“永远是30年后的事”。很难给这样的事情一个时间表,因为我们正在做的事情从来没有人做过,所以我们不知道我们会在这个过程中发现什么。我们有想法、目标和路线计划,但它们永远不可能100%准确。此外,我们还受到外部限制,比如有多少资金可以用于这项工作。但托卡马克能源公司希望在15年内首次展示核聚变产生的电力。

核聚变也很难。停下来想想我们要做什么。我们想在地球上制造一颗微型恒星,并捕获它的能量。一个明星。怎样才能很好地保持气体的封闭和绝缘,从而将其加热到几亿度?你的容器是如何处理这些巨大的能量并将其捕获使用的呢?这是可以理解的棘手问题。

挪威科学家、极地探险家弗里德乔夫·南森(Fridtjof Nansen)曾经说过:“困难在于花一点时间;不可能的事情需要更长的时间。”要有耐心。我们就要成功了。

除了规模和200亿英镑的价格标签,你的提议和ITER有什么不同?

尺寸很重要!我们的目标是制造更小的聚变机器,加速核聚变能量的发展。我们希望通过对ITER计划做出两大偏离来实现这一目标:我们使用“球形托卡马克”设计和高温超导体。

托卡马克能源公司雇佣了多少工程师?

目前,我们有25名左右的工程师和科学家,但我们的团队正在迅速壮大。我们有机械工程师、电子工程师、电气工程师和控制系统工程师。董事会一级有3名工程师。

托卡马克装置的能量

你认为我们在促进英国的工程和科学方面做得足够多吗?

在英国,许多人和组织都在努力推广科学和工程,但仍然有一种社会态度,认为这些学科只适合超级聪明或极客,尤其是不适合女孩。这是不对的。科学、技术、工程和数学(STEM)领域的工作种类繁多,人们可以在很多层面上做出贡献,所以肯定有适合每个人的工作。此外,包括创意产业在内的许多工作都需要STEM技能,因此年轻人意识到学习科学和数学的机会和好处至关重要。

在我的写作和推广工作中,我真的努力让人们欣赏科学和工程,这样它就可以被视为我们文化的一部分;不仅仅是因为它的经济利益,还因为它的神奇和魅力,就像艺术和音乐一样。因为说你不喜欢科学就像你只听过一种类型的音乐却说你不喜欢音乐一样。我们需要以某种方式向学生展示STEM的精彩范围,并给予他们欣赏和技能,无论他们选择做什么,他们都将在生活中受益。

你认为政府应该在产品开发方面投入更多,还是应该让私人资本投资?

在托卡马克能源,我们认为投资需要政府和私人的混合,但这取决于产品和技术准备阶段。有时,私人投资可以提供急需的刺激。政府资金的一个很好的用途是研发税收抵免,这鼓励了对研发的资本投资。

创新对你来说意味着什么?

对我来说,创新是探索的产物,这种互动让我着迷。这就是为什么探索如此重要——这里的探索不仅仅指地理上的,我也指科学研究。走进未知世界是件好事。我们学习。我们不断创新。

梅勒妮·温德里奇博士是托卡马克能源公司的业务发展经理,拥有等离子体物理学(聚变能)博士学位。

参观托卡马克装置的能量网站了解更多信息。

了解更多梅勒妮Windridge

参观托卡马克能量You Tube频道观看更多关于该公司的视频。