《核能未來與Z箍縮驅(qū)動聚變裂變混合堆》是中國工程物理研究院研究團(tuán)隊多年在Z箍縮驅(qū)動聚變裂變混合堆研究方面的總結(jié),也是對這條能源技術(shù)路線的論證。在論證過程中,研究團(tuán)隊獲得了如下具有科學(xué)意義的重要認(rèn)識:①純聚變能源經(jīng)濟(jì)上沒有競爭力,也不可能取之不盡、用之不竭;②對慣性約束聚變能源而言,驅(qū)動器必須在約10ns時間之內(nèi)向聚變靶丸輸送約10MJ量級的能量;③聚變的加入,可以大大改善甚至去除裂變堆應(yīng)用中的多個關(guān)鍵性缺點,主要優(yōu)點包括深度次臨界運行、提高鈾釷資源利用率、經(jīng)濟(jì)且少害的核燃料循環(huán)等。希望該書的出版,對科技界全面了解此技術(shù)路線有所助益。也希望傾聽大家的有益建議,并為此技術(shù)路線的進(jìn)一步發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。
能源是人類生存和幸福生活最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。
隨著工業(yè)化的進(jìn)程和人口的大幅增加,進(jìn)入21世紀(jì)后,人類越來越感覺到能源危機(jī)已近在咫尺。目前全世界每年消耗的能源為180億-200億t標(biāo)準(zhǔn)煤,傳統(tǒng)化石能源將在百年左右消耗殆盡,而且化石能源的大量開采、利用,又使人類受到環(huán)境、氣候惡化的嚴(yán)重威脅。因此尋找安全、清潔、持久、經(jīng)濟(jì)的新能源是科學(xué)家當(dāng)前面臨的最重要任務(wù)。
中國工程物理研究院從2000年開始就注意到Z箍縮能夠為慣性約束聚變提供足夠的驅(qū)動能量,并為此組織了相關(guān)研究團(tuán)隊,開始了對核聚變能源的探索研究。到2008年,研究團(tuán)隊形成并提出了Z箍縮驅(qū)動聚變裂變混合堆(Z-FFR)的基本概念。到2016年年底,研究團(tuán)隊在中國工程物理研究院、國家國防科技工業(yè)局、國家磁約束聚變能研究(ITER)專項(2012GB106000,2015GB108002)和國家自然科學(xué)基金委的支持下,對Z-FFR所涉及的各個方面進(jìn)行了非常深入的理論和設(shè)計研究,并與當(dāng)前國際、國內(nèi)所有核能概念進(jìn)行了比較,形成了如下認(rèn)識:
。1)核能應(yīng)成為未來規(guī)模能源的主力;
。2)當(dāng)今的Z箍縮技術(shù),能夠最經(jīng)濟(jì)、最簡便地創(chuàng)造大規(guī)模聚變的條件,特別是LTD技術(shù)路線提出來后,可以解決作為能源應(yīng)用的重復(fù)頻率運行問題;