“人造太陽(yáng)”照亮未來能源之路（科技大觀）

　　太陽(yáng)普照大地，孕育萬物，其能量來自于內(nèi)部一刻不停的聚變反應(yīng)。根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系理論，質(zhì)量虧損可轉(zhuǎn)化成能量。聚變反應(yīng)就是兩個(gè)較輕的原子核，主要是氫或重氫（氫的同位素），聚合成一個(gè)較重的原子核時(shí)質(zhì)量虧損，從而釋放出能量的過程�？梢哉f，核聚變離我們的生活并不遙遠(yuǎn)。

　　聚變反應(yīng)能產(chǎn)生巨大的能量。一克重氫可產(chǎn)生相當(dāng)于燃燒8噸汽油的能量。當(dāng)前，全球依賴的主要能源如石油、天然氣等，終有一天將被耗盡，以煤炭來說，目前探明的儲(chǔ)量?jī)H可再用200年，這意味著人類未來將告別化石能源時(shí)代。若能掌控并利用聚變反應(yīng)，產(chǎn)生源源不斷的新能源，就好比創(chuàng)造出了一個(gè)“人造太陽(yáng)”，可惠及全球，造福子孫后代。

　　制造“人造太陽(yáng)”并使其發(fā)生聚變反應(yīng)，首先需要將重氫加熱到上億攝氏度的高溫，并約束在有限的空間里。聚變反應(yīng)主要靠?jī)煞N方式來約束：一種是磁約束，利用線圈產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)，來約束聚變物質(zhì)；另一種是慣性約束，利用多束強(qiáng)大的激光束或粒子束，聚焦于一個(gè)米粒大小的重氫靶丸上，瞬間壓縮產(chǎn)生高溫高壓。由于激光器的效率較低，聚變產(chǎn)出的能量不能彌補(bǔ)激光器消耗的能量，而磁約束的可行性早在上世紀(jì)末就已經(jīng)在歐盟的JET裝置、日本的JT—60裝置上得到驗(yàn)證：其聚變產(chǎn)生的能量超過投入的能量。

　　磁約束聚變研究的下一步目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火和自持燃燒，也就是用聚變產(chǎn)生的能量來維持聚變反應(yīng)。為此，歐盟、中國(guó)、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯和美國(guó)共同合作，正在法國(guó)建造下一代磁約束聚變裝置——國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER），即所謂的“人造太陽(yáng)”計(jì)劃，預(yù)計(jì)將于2020年建成，中國(guó)承擔(dān)了其中一些部件采購(gòu)包的制造任務(wù)，并積極參與了研制工作。

　　與目前世界上大多數(shù)核電站使用的核裂變技術(shù)不同，聚變的燃料和產(chǎn)物不具放射性，而且很容易通過取消核反應(yīng)條件終止反應(yīng)，因此不存在失控、核泄漏及核廢料等安全問題。更為重要的是，聚變的燃料重氫在海水中大量存在。每升海水中含30毫克重氫，完全聚變所釋放的能量，相當(dāng)于燃燒340升汽油。聚變需要的另一種燃料是鋰，地球上鋰的儲(chǔ)量約有2000多億噸，可謂取之不盡、用之不竭。此外，聚變并不會(huì)像燃燒化石燃料那樣產(chǎn)生二氧化碳等環(huán)境污染物，它是一種清潔能源。

　　目前，全球能源需求日益膨脹，科學(xué)的能源戰(zhàn)略是持續(xù)繁榮的保障。雖然聚變能研究還有許多科學(xué)和技術(shù)難題需要解決，但國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆這一規(guī)�？涨暗膰�(guó)際技術(shù)合作項(xiàng)目，堪稱人類在核聚變研究方面的重大里程碑事件。可以預(yù)見，“人造太陽(yáng)”冉冉升起之時(shí)，很可能是全球清潔能源時(shí)代到來之際。

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