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“兼職”為居民供暖歐洲大型“綠色對(duì)撞機(jī)”不再“高冷”

2019-07-25 11:28:01來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)

，一聽(tīng)名字就是十分高冷的存在

。在普通人心中，這個(gè)忙著把各種粒子撞得稀碎的裝置

，大概只會(huì)和頂尖物理學(xué)家發(fā)生聯(lián)系

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大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)

，一聽(tīng)名字就是十分高冷的存在。在普通人心中

，這個(gè)忙著把各種粒子撞得稀碎的裝置

，大概只會(huì)和頂尖物理學(xué)家發(fā)生聯(lián)系。

不過(guò)

，我們真得改變對(duì)它的刻板印象了——估計(jì)你很難想到

，這個(gè)“高大上”的科學(xué)裝置將嘗試為周邊居民供暖。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月23日

，歐洲核子研究中心(CERN)宣布

，已經(jīng)與法國(guó)地方當(dāng)局簽署一份協(xié)議，考慮對(duì)LHC產(chǎn)生的熱能進(jìn)行回收利用

，從2022年起提供給附近的費(fèi)內(nèi)—伏爾泰社區(qū)用于冬季供暖

。

把小循環(huán)變成大循環(huán)

研究粒子的科學(xué)裝置

，如何為居民供暖?這得從LHC產(chǎn)生的熱量說(shuō)起。

“LHC是世界上最大的科學(xué)裝置之一

，它在地下延伸27公里

，功率是百兆瓦量級(jí)，也就是一億瓦量級(jí)

。”中科院高能物理研究所研究員

、環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(CEPC)加速器負(fù)責(zé)人高杰接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說(shuō)，這樣大功率的科學(xué)裝置在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量

。

要保持科學(xué)裝置處于適宜的工作溫度

，就需要冷卻系統(tǒng)。

CERN能源協(xié)調(diào)員塞爾日·克勞德介紹

，CERN的很多系統(tǒng)和裝置都使用水進(jìn)行冷卻：首先將冷水注入冷卻管道

，產(chǎn)生的熱水會(huì)被收集起來(lái)送入冷卻塔降溫，之后再次注入冷卻管道

。

“現(xiàn)在的冷卻管道是小循環(huán)

，熱量會(huì)在冷卻塔中散失掉;如果將冷卻管道變成大循環(huán)，把流出的熱水導(dǎo)入附近居民家中

，原本散失掉的熱能就起到了供暖作用

。”高杰說(shuō)。

CERN就打算嘗試第二種做法

，它計(jì)劃將LHC 8號(hào)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)收集的部分熱水導(dǎo)出到費(fèi)內(nèi)—伏爾泰社區(qū)目前正在建設(shè)的一個(gè)供暖系統(tǒng)

。未來(lái)，最多將有8000位居民的家可以更低成本取暖

，同時(shí)減少二氧化碳排放

。

高杰分析，由于供暖用水一般是循環(huán)流動(dòng)

，流入居民家的水完成供暖使命并逐漸冷卻后

，仍將沿管道回到CERN，重新注入冷卻管道——也就是說(shuō)

，供暖步驟代替了冷卻塔

。

“綠色對(duì)撞機(jī)”成新趨勢(shì)

目前，用來(lái)連接LHC 8號(hào)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和費(fèi)內(nèi)—伏爾泰社區(qū)的管道建設(shè)工作已經(jīng)開(kāi)始

，預(yù)計(jì)2021年將進(jìn)行熱能回收系統(tǒng)初期測(cè)試

，2022年費(fèi)內(nèi)—伏爾泰社區(qū)的部分居民就能享受上LHC提供的熱能了。

“流出冷卻管道的熱水可達(dá)30攝氏度

，這對(duì)于能源回收利用而言是非常有用的

。”克勞德說(shuō)。

高杰告訴科技日?qǐng)?bào)記者，30攝氏度的冷卻水屬于低溫?zé)嵩?div id="m50uktp" class="box-center"> ，相比高溫?zé)嵩?div id="m50uktp" class="box-center"> ，回收利用的技術(shù)難度較大。CERN官網(wǎng)提供的示意圖顯示

，供熱管道可能會(huì)采用地?zé)崽结樤O(shè)備保存熱量

，減少管道的溫度波動(dòng)。

克勞德介紹

，目前CERN已經(jīng)進(jìn)行多項(xiàng)研究并發(fā)現(xiàn)

，LHC的2號(hào)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)、5號(hào)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)等也可用來(lái)為附近社區(qū)提供熱能

。同時(shí)他們還在考慮利用1號(hào)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)收集的熱能為CERN總部所在地的建筑供暖

。

“‘綠色對(duì)撞機(jī)’已經(jīng)成為新的課題，也是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

。”高杰介紹

，科學(xué)家正在研討設(shè)計(jì)多種方法，將大型對(duì)撞機(jī)產(chǎn)生的高溫?zé)崮芑虻蜏責(zé)崮苁占饋?lái)

，充分實(shí)現(xiàn)能源回收利用

。