“東方小太陽(yáng)”EAST進(jìn)行第六輪升級(jí)
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(lái)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)模空前的國(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(lái)之際。
中國(guó)“人造太陽(yáng)”新突破:七年后建實(shí)驗(yàn)堆
●EAST的母體里嵌入了中國(guó)科學(xué)家太多自主創(chuàng)新的成果:從設(shè)計(jì)到建設(shè),整個(gè)項(xiàng)目的自研率在90%以上,取得了68項(xiàng)具有自主知識(shí)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(guó)際核聚變實(shí)驗(yàn)裝置的提供者與合作者。
1億攝氏度,1000秒。這兩個(gè)數(shù)字是盤桓在中國(guó)科學(xué)院等離子體研究所(以下簡(jiǎn)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?yàn)橐尯司圩優(yōu)槿祟愃茫鸵馕吨央㈦暗牡入x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(shuō)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(yáng)”,很多人都會(huì)豎起大拇指。