激光觸發(fā)“人造太陽”：開啟未來能源之路

網(wǎng)訊：太陽普照大地，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)就是兩個較輕的原子核，主要是氫或重氫（氫的同位素），聚合成一個較重的原子核時質(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)。

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裝置上得到驗證：其聚變產(chǎn)生的能量超過投入的能量。

“東方小太陽”EAST進(jìn)行第六輪升級

　　磁約束聚變研究的下一步目標(biāo)，是實現(xiàn)點火和自持燃燒，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、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同合作，正在法國建造下一代磁約束聚變裝置——國際熱核聚變實驗堆（ITER），即所謂的“人造太陽”計劃，預(yù)計將于2020年建成，中國承擔(dān)了其中一些部件采購包的制造任務(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，地球上鋰的儲量約有2000多億噸，可謂取之不盡、用之不竭。此外，聚變并不會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，但國際熱核聚變實驗堆這一規(guī)模空前的國際技術(shù)合作項目，堪稱人類在核聚變研究方面的重大里程碑事件�？梢灶A(yù)見，“人造太陽”冉冉升起之時，很可能是全球清潔能源時代到來之際。

　　中國“人造太陽”新突破：七年后建實驗堆

　　●EAST的母體里嵌入了中國科學(xué)家太多自主創(chuàng)新的成果：從設(shè)計到建設(shè)，整個項目的自研率在90%以上，取得了68項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和成果。

　　●中科院等離子體所已經(jīng)不僅僅是聚變裝置部件的提供者，更是不少國際核聚變實驗裝置的提供者與合作者。

　　1億攝氏度，1000秒。這兩個數(shù)字是盤桓在中國科學(xué)院等離子體研究所(以下簡稱等離子體所)核物理科學(xué)家和全球科學(xué)界面前的兩座難以跨越的山峰。

　　因為要讓核聚變?yōu)槿祟愃�利用，就意味著要把氘、氚的等離子體瞬間加熱到1億攝氏度，并至少持續(xù)1000秒，才能形成持續(xù)反應(yīng)。而這正是等離子體所大科學(xué)裝置“東方超環(huán)”(EAST)的使命。

　　如果說起EAST的學(xué)名大型非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克裝置，可能沒有多少人知道；但是如果提起“人造小太陽”，很多人都會豎起大拇指。