“东方小太阳”EAST进行第六轮升级
磁约束聚变研究的下一步目标,是实现点火和自持燃烧,也就是用聚变产生的能量来维持聚变反应。为此,欧盟、中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同合作,正在法国建造下一代磁约束聚变装置——国际热核聚变实验堆(ITER),即所谓的“人造太阳”计划,预计将于2020年建成,中国承担了其中一些部件采购包的制造任务,并积极参与了研制工作。
与目前世界上大多数核电站使用的核裂变技术不同,聚变的燃料和产物不具放射性,而且很容易通过取消核反应条件终止反应,因此不存在失控、核泄漏及核废料等安全问题。更为重要的是,聚变的燃料重氢在海水中大量存在。每升海水中含30毫克重氢,完全聚变所释放的能量,相当于燃烧340升汽油。聚变需要的另一种燃料是锂,地球上锂的储量约有2000多亿吨,可谓取之不尽、用之不竭。此外,聚变并不会像燃烧化石燃料那样产生二氧化碳等环境污染物,它是一种清洁能源。
目前,全球能源需求日益膨胀,科学的能源战略是持续繁荣的保障。虽然聚变能研究还有许多科学和技术难题需要解决,但国际热核聚变实验堆这一规模空前的国际技术合作项目,堪称人类在核聚变研究方面的重大里程碑事件。可以预见,“人造太阳”冉冉升起之时,很可能是全球清洁能源时代到来之际。
中国“人造太阳”新突破:七年后建实验堆
●EAST的母体里嵌入了中国科学家太多自主创新的成果:从设计到建设,整个项目的自研率在90%以上,取得了68项具有自主知识产权的技术和成果。
●中科院等离子体所已经不仅仅是聚变装置部件的提供者,更是不少国际核聚变实验装置的提供者与合作者。
1亿摄氏度,1000秒。这两个数字是盘桓在中国科学院等离子体研究所(以下简称等离子体所)核物理科学家和全球科学界面前的两座难以跨越的山峰。
因为要让核聚变为人类所利用,就意味着要把氘、氚的等离子体瞬间加热到1亿摄氏度,并至少持续1000秒,才能形成持续反应。而这正是等离子体所大科学装置“东方超环”(EAST)的使命。
如果说起EAST的学名大型非圆截面全超导托卡马克装置,可能没有多少人知道;但是如果提起“人造小太阳”,很多人都会竖起大拇指。