核聚變能由於資源豐富和無污染,被科學界認為是最有希望徹底解決能源和環境問題的根本出路之一。中科院專家指出,我國自21世紀初正式參加國際熱核實驗堆ITER計劃後,經過十多年的努力,核聚變科研能力、重要部件製造工藝能力、工程建造能力、大科學工程管理能力等均已達到國際先進水平,具備建設自主產權聚變工程實驗堆的能力。
在開發核聚變能被人們形象地稱為「人造太陽」的路上,中國已從「追趕者」、「並跑者」,成長為具備強大國際輸出能力的「領跑者」。科學家們數十年艱辛「逐日」,就是盼望核聚變能點亮的第一盞燈在中國。
聚變工程實驗堆
核聚變能:清潔無限的能源希望
煤炭、天然氣、石油等化石能源最終將會枯竭,人類未來的命運聚焦在尋找更加持久的清潔能源上,核能成為人們寄予厚望的未來能源之一。
核能分為核裂變能與核聚變能,前者已經被人類利用發電,但核裂變堆多採用鈾、銫等放射性物質作為燃料,這些物質蘊藏有限,還會產生強大的輻射,放射性核廢料的處理也是難題。核聚變能與太陽產生能量的方式相同,都是由原子核聚變放出巨大能量。在地球上,人類也早已實現了核聚變——氫彈爆炸。但氫彈是一種武器,爆炸時會在極短的時間內釋放出極大的能量,從而在一定範圍內產生毀滅性的後果。
如果氫彈的爆炸過程被人為地大大減緩,如果爆炸產生的能量被緩慢而穩定地輸出,轉化為電能,那氫彈就不再是屠戮生靈的武器,而成了澤被百姓的一個能源庫——人造太陽。
「人造太陽」將解決能源危機
因此,人造太陽又被稱為「可控熱核聚變」。科學家們介紹,它的特點是產生過程中輻射可忽略不計,從儲量豐富的海水中提煉氫的同位素氘、氚作為燃料,不會帶來污染物。
據預測,每一升海水中所蘊含的氘如果提取出來,發生完全的聚變反應,能釋放相當於300升汽油燃燒時釋放的能量。以此推算,根據目前世界能源消耗水平和海水存量,核聚變能可供人類使用數億年。
與國際空間站研究、歐洲加速器、人類基因組測序研究等項目一樣,該領域的研究也是一個國際科技合作項目。美、法等國在20世紀80年代中期發起了國際熱核聚變實驗反應堆(ITER)計劃,旨在建立世界上第一個受控熱核聚變實驗反應堆,為人類輸送巨大的清潔能量。中國於2003年加入ITER計劃,成為七方成員之一,承接整個計劃9%左右的採購包任務,並享受全部智慧財產權。位於安徽合肥的中科院等離子體所是這個國際科技合作計劃的國內主要承擔單位。
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