據讀賣(mài)新聞5月19日報道，為實(shí)現有望成為下一代能源的核聚變發(fā)電，日本政府決定大幅擴建國家三大核心研究機構。約100億日元將被用于開(kāi)發(fā)技術(shù)驗證所需設備，包括檢查發(fā)電設備耐久性的裝置。政府還計劃鼓勵企業(yè)積極運用該技術(shù)，助力企業(yè)在國際競爭中占據優(yōu)勢，并著(zhù)眼于其商業(yè)化發(fā)展。
核聚變是發(fā)生在太陽(yáng)內部的反應，原子核結合能產(chǎn)生巨大能量。據稱(chēng)，一克核聚變燃料產(chǎn)生的能量相當于燃燒八噸石油。與涉及核裂變鏈式反應的核能發(fā)電不同，核聚變失控風(fēng)險較小，安全性較高。同時(shí)，它作為無(wú)碳能源，發(fā)電過(guò)程不會(huì )排放二氧化碳，目前世界各地的開(kāi)發(fā)競爭正日益激烈。
依據反應方式差異，核聚變發(fā)電主要有三種方法。在日本，量子與放射科學(xué)技術(shù)研究所(QST)、國家核聚變科學(xué)研究所、國家自然科學(xué)研究所和大阪大學(xué)激光工程研究所，在每種方法的開(kāi)發(fā)中均發(fā)揮核心作用。不過(guò)，這些機構目前仍處于實(shí)驗階段，尚未具備實(shí)際應用前景。
為解決這一問(wèn)題，日本文部科學(xué)省和內閣府將在本財年斥資約100億日元，擴建包括QST的六所村聚變能源實(shí)驗室在內的三個(gè)機構設施，加快推進(jìn)各項技術(shù)論證，爭取早日實(shí)現實(shí)用化。具體而言，將安裝設施測試將產(chǎn)生的能量轉化為熱量的設備的耐久性，還計劃改進(jìn)加熱燃料的激光照射裝置。
近年來(lái)，國內外涌現出眾多致力于實(shí)現核聚變發(fā)電商業(yè)化的初創(chuàng )企業(yè)，私人資金也開(kāi)始進(jìn)入此前由政府主導的研發(fā)領(lǐng)域。尤其在美國，吸引巨額投資的龍頭企業(yè)發(fā)展迅速。
為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，日本政府將有償向民間企業(yè)開(kāi)放擴建后的核心設施，用于企業(yè)難以獨自完成的大型設備實(shí)驗，以及演示維持長(cháng)時(shí)間核聚變反應所需的技術(shù)。
關(guān)于核聚變發(fā)電，政府將很快修改旨在實(shí)現國內商業(yè)化的國家戰略，計劃將實(shí)現目標日期從“2050年左右”提前至“2030年代”。由于實(shí)現這一目標需要私營(yíng)部門(mén)的力量，核心機構將成為產(chǎn)學(xué)研合作的中心。
近年來(lái)，全球參與核聚變發(fā)電開(kāi)發(fā)的新興企業(yè)不斷增多，日本也涌現出多家此類(lèi)企業(yè)。擴大核心研究機構規模并向民間開(kāi)放，旨在將核聚變發(fā)展成為新興產(chǎn)業(yè)，從而在國際競爭中取得優(yōu)勢。
核聚變發(fā)電是先進(jìn)技術(shù)的復雜組合，控制核聚變反應的設備要求加工精度達到萬(wàn)分之一以下，部分部件還需耐幾千度高溫。其發(fā)展需要大規模資金投入，在美國，一家旨在2030年代初實(shí)現商業(yè)化發(fā)電的初創(chuàng )公司已籌集超20億美元資金，而日本投資規模較小，無(wú)法自行組裝大型實(shí)驗設備。
日本核聚變發(fā)展的傳統重點(diǎn)是國際熱核聚變實(shí)驗反應堆(ITER)，該反應堆由日本、美國、歐洲和其他國家在法國建造。然而，由于發(fā)現缺陷，該計劃被推遲，目前計劃于2034年開(kāi)始運營(yíng)。
核聚變發(fā)電是將燃料氘或氚加熱到1億度以上，發(fā)生核聚變反應，將產(chǎn)生的能量轉化為熱能，進(jìn)而產(chǎn)生電能。其反應堆類(lèi)型包括利用超高溫等離子體進(jìn)行反應的“托卡馬克型”和“螺旋型”，以及用激光加熱燃料的“激光型”。
