中国“人造太阳”离圆梦又近一步

 

资料图

“人造太阳”离圆梦又近一步

中国环流器二号M装置真空室吊装。范晋 摄

中国环流器二号M装置PF7B线圈起吊。范晋 摄

取得丰硕科研成果的中国环流器二号A装置。关宇 摄

技术人员合力安装真空室外壁磁通环。范晋 摄

(本版图片均为中核集团核工业西南物理研究院提供)

万物生长靠太阳。今天支撑人类社会运转的几乎一切能源,从煤、石油、天然气,到风能、生物能,其本质都是太阳能,而太阳上的能量来自内部的核聚变反应。

就像儿歌中所唱的,“我有一个美丽的愿望,长大以后能播种太阳”,长久以来,人类一直希望通过可控核聚变反应,来创造出“人造太阳”,从而获得源源不绝的能源,大幅改善人们的生活。

就在前不久,中国核工业集团宣布,新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”,预计于2020年投入运行。中核集团核工业西南物理研究院院长段旭如表示,该实验装置的建成将为人类真正掌握可控核聚变提供重要技术支撑。我们距离“人造太阳”的梦想,又近了一步。

源源不绝的清洁能源

众所周知,石油是工业的血液。但以石油为代表的化石能源,有两个绕不开的问题:一是不可再生,二是污染。即便页岩气、可燃冰等新型能源被不断开发,但归根结底都有消耗殆尽的一天。而目前的核裂变能也存在着反应原料(铀等)有限、核废料放射性污染的问题。

有没有一种能源,既无穷无尽,又清洁环保?还真有一个,就是可控核聚变。

从“进口”上说,可控核聚变所需的反应原料(氘原子和氚原子),在地球上非常丰富。氘在海水中储量极大,1公升海水里提取出的氘,在完全的聚变反应中可释放相当于燃烧300公升汽油的能量;而氚可通过中子与锂反应生成,在地壳和海水中,锂都是大量存在的。

从“出口”上说,可控核聚变的产物为氦和中子,不排放有害气体,也几乎没有放射性污染,具有环境友好的优点。

“核聚变能一旦实现和平利用,地球上的能源将取之不尽用之不竭,因能源短缺带来的社会问题可得到彻底解决,人们的生活水平也将因此而得到极大提高。”段旭如说,像海水淡化、星际飞船这类工程,过去因耗能太大而令人们犹豫不决,而未来在可控核聚变能的支持下,都将能够更快发展。

不仅零污染、用不完,可控核聚变还有另一个重要特点:固有安全性。许多人一想到用核能发电,就会想到切尔诺贝利核事故或者福岛核事故,从而有了“恐核”心理,谈核色变。事实上,核聚变反应需要氘氚燃料达到上亿摄氏度的高温和足够高的密度等苛刻条件,任何一点细微条件的缺失,都会导致温度密度的下降,致使聚变反应停止。

 
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