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大型强子对撞机( lhc ),一听到名字就很冷漠。 在普通人心中,这个忙碌地碰撞各种粒子的装置,大致上只需要和顶尖的物理学家取得联系。
但是,我们真的必须改变它的刻板印象。 很难想象这个“高级”的科学装置会为周边居民尝试供暖吧。
当地时间7月23日,欧洲核研究中心( cern )宣布,与法国地方当局签署协议,考虑回收lhc产生的热能,从2022年开始提供给附近的菲涅-伏尔泰社区冬季供暖。
把小循环变成大循环
研究粒子科学装置,如何为居民供暖? 这必须从lhc产生的热量开始。
“lhc是世界上最大的科学装置之一,延伸至地下27公里,电力为百兆瓦级,即一亿瓦特级。 》中国科学院高能物理研究所研究员、环正负电子对撞机( cepc )加速器负责人高杰在接受科技日报记者采访时表示,这样大功率的科学装置在运行时会产生大量热量。
为了使科学装置保持在适当的实际温度,冷却系统是必要的。
cern能源协调员塞尔日·克劳德表示,cern的许多系统和装置都是用水冷却的。 首先将冷水注入冷却管道,将产生的热水收集起来送到冷却塔降低温度,然后再次注入冷却管道。
“现在的冷却管道是一个小循环,通过冷却塔散热。 如果将冷却管道变成大的循环,将流出的热水导入附近的居民家中,本来散发的热量将起到供暖的作用。” 高杰说。
cern想尝试第二种方法。 计划将在lhc 8号实验点收集的一部分热水导入菲涅-伏尔泰社区目前正在建设的供暖系统。 将来,最多8000名居民的房子可以更便宜地供暖,二氧化碳排放量将会减少。
由于高杰分解,采暖用水通常是循环流动,流入居民家中的水在完成采暖使命后逐渐冷却后,仍沿管道返回cern,重新注入冷却管道——也就是说,采暖梯级将代替冷却塔。
“绿色对撞机”成了新的趋势
目前,连接lhc 8号实验点和菲内-伏尔泰社区的管道建设工作已经开始,预计2021年将进行热能回收系统的初期测试,2022年,伏尔泰社区的部分居民将从lhc获得热能
“从冷却管道流出的热水可以达到30℃,对能源的循环利用非常有帮助。 ”克劳德说
高杰告诉科技日报记者,30℃的冷却水是低温热源,与高温热源相比,回收利用的技术难度更高。 根据cern官网提供的示意图,供热管有可能使用地热探针设备储存热量,减少管道的温度波动。
克劳德表示,目前cern正在进行大量研究,发现lhc的2号实验点、5号实验点等也可以为附近社区提供热能。 另外,正在研究利用1号实验点收集的热能对cern总部所在建筑物进行供暖。
“绿色对撞机”已成为新课题,也是未来迅速发展的趋势。 ”。 高杰表示,科学家正在研究设计的多种做法,集中大型对撞机产生的高温热能和低温热能,充分实现能源的回收利用。
科学家提出了一种大胆的设计方案,不仅利用冷却管,还利用吸热性能强、不易散热的固体材料,充分吸收对撞机产生的热量,将材料运到需要能量的地方散热。
作为国际直线对撞机( ilc )理事会理事,高杰对科技日报记者说,中国物理学家提出的cepc计划和日本积极开展的ilc项目,未来的运行电力都将达到100兆瓦级以上,两者都在考虑实现“绿色对撞机”
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标题:“欧洲大型强子对撞机不再“高冷”:“兼职”为法国社区供暖”
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