“‘人造太陽(yáng)’指通過(guò)可控?zé)岷司圩兊姆绞浇o人類(lèi)帶來(lái)幾乎無(wú)限的清潔能源。”日前中國(guó)“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)取得突破，瞬間功率超過(guò)20萬(wàn)億瓦。專(zhuān)家指出，該項(xiàng)研究投入商用還需時(shí)日。
從渴望飛翔到造出飛機(jī)，人類(lèi)走過(guò)了至少數(shù)千年；從愛(ài)因斯坦的預(yù)言到引力波被真切探測(cè)到，人類(lèi)走過(guò)了整整百年。“當(dāng)我們?cè)谟懻摗濉?guī)劃綱要草案的時(shí)候，潛心研究的中外科學(xué)家們正在為一個(gè)偉大夢(mèng)想——‘人造太陽(yáng)’執(zhí)著耕耘。據(jù)相關(guān)資料，這場(chǎng)‘追夢(mèng)旅程’從上世紀(jì)50年代開(kāi)始已經(jīng)進(jìn)行了半個(gè)多世紀(jì)，真正投入商用、變成每家每戶(hù)可以用的電，可能至少還需要幾十年?！比珖?guó)人大代表、中國(guó)工程物理研究院研究員許建南14日接受記者專(zhuān)訪時(shí)說(shuō)。
在地球上造個(gè)太陽(yáng)？當(dāng)然不是！
“‘人造太陽(yáng)’指通過(guò)可控?zé)岷司圩兊姆绞浇o人類(lèi)帶來(lái)幾乎無(wú)限的清潔能源?！痹S建南說(shuō)。
太陽(yáng)的光和熱，來(lái)源于氫的兩個(gè)同胞兄弟——同位素氘和氚，在聚變成一個(gè)氦原子的過(guò)程中釋放出的能量?！叭嗽焯?yáng)”就是“模仿”這一過(guò)程。
目前，人類(lèi)核電站有序利用的核能都是核裂變過(guò)程——由較重的原子核裂變成較輕的原子核，從中獲得釋放的能量。單位質(zhì)量釋放的能量輕核聚變比重核裂變要大數(shù)倍。
“有專(zhuān)家考證：如果不是最早，起碼較早提出‘人造太陽(yáng)’解決人類(lèi)能源問(wèn)題的是一位蘇聯(lián)年輕少尉。這個(gè)高中學(xué)歷的‘大男孩’在1950年提出這個(gè)‘空想’時(shí)，蘇聯(lián)科學(xué)家們沒(méi)有笑話(huà)他，而是科學(xué)審慎分析了它在理論和實(shí)踐中的可行性。歷史證明，很多改變世界的偉大科學(xué)發(fā)現(xiàn)科技進(jìn)步，源自勇敢的‘空想’、睿智的呵護(hù)和執(zhí)著的追求?！痹S建南說(shuō)。
科學(xué)家們做了哪些科學(xué)探索？
聚變能源，是人類(lèi)夢(mèng)寐以求的安全經(jīng)濟(jì)高效持久能源。
全球科學(xué)家們研究實(shí)現(xiàn)可控?zé)岷司圩兊穆窂街饕袃煞N：磁約束聚變和慣性約束聚變。前者，又稱(chēng)托卡馬克，通過(guò)強(qiáng)磁場(chǎng)較長(zhǎng)時(shí)間約束高溫稀薄等離子體使之發(fā)生聚變反應(yīng)。例如，目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國(guó)際科研合作項(xiàng)目之一的“國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃”。后者則利用多種高能量驅(qū)動(dòng)方式形成高溫高壓環(huán)境，使氘氚靶丸實(shí)現(xiàn)熱核聚變點(diǎn)火和燃燒，從而釋放出巨大的能量。
氘和氚是取之不盡的能源。海洋中大概蘊(yùn)藏了40萬(wàn)億噸氘，理論上如果全部用于聚變反應(yīng)，釋放的能量足夠人類(lèi)使用幾百億年。
聚龍1號(hào)實(shí)驗(yàn)裝置放電瞬間
“它難以比擬的優(yōu)勢(shì)是：安全、清潔、高效和資源充足?！痹S建南說(shuō)。
中國(guó)科學(xué)家參與、貢獻(xiàn)幾何？
磁約束聚變和慣性約束聚變兩種技術(shù)路徑，中國(guó)科學(xué)家都有深度參與和不菲貢獻(xiàn)。
美、法等國(guó)20世紀(jì)80年代發(fā)起ITER計(jì)劃，中國(guó)后來(lái)成為參與國(guó)之一。中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院和位于成都的西南物理研究院是主要承擔(dān)單位。
中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所承擔(dān)的大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)裝置EAST在今年1月底的實(shí)驗(yàn)中，成功實(shí)現(xiàn)了電子溫度超過(guò)5000萬(wàn)度、持續(xù)時(shí)間達(dá)102秒的超高溫長(zhǎng)脈沖等離子體放電。這是國(guó)際托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置在電子溫度達(dá)到5000萬(wàn)度時(shí)，持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的等離子體放電，是重要的階段性研究進(jìn)展。
“祝賀中科院研究人員取得的突破。中物院也是‘人造太陽(yáng)’的追夢(mèng)勁旅。慣性約束聚變研究由我國(guó)著名科學(xué)家、曾擔(dān)任我院副院長(zhǎng)的王淦昌先生在上世紀(jì)60年代，與國(guó)外科學(xué)家同期獨(dú)立提出。我國(guó)氫彈元?jiǎng)?、?guó)家最高科技獎(jiǎng)獲得者于敏先生也是慣性約束聚變技術(shù)路線的倡導(dǎo)者?！痹S建南說(shuō)。
過(guò)去幾十年里，中物院和上海光機(jī)所等單位不斷沖擊世界先進(jìn)，逐步建立了獨(dú)立自主的慣性約束聚變研究體系，建成神光I、II和Ⅲ激光驅(qū)動(dòng)裝置，聚龍一號(hào)電磁驅(qū)動(dòng)大型科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。許建南說(shuō)，其中，聚龍一號(hào)輸出電流達(dá)到800至1000萬(wàn)安培，電流脈沖上升時(shí)間小于千萬(wàn)分之一秒，瞬間功率超過(guò)20萬(wàn)億瓦，相當(dāng)于全球平均發(fā)電功率的2倍。
2015年在北京舉行的首屆國(guó)防科技工業(yè)軍民融合發(fā)展成果展上，聚龍一號(hào)作為“未來(lái)理想能源——‘瓶中的太陽(yáng)’”首度亮相，讓公眾了解到軍事應(yīng)用為牽引研制的大型科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如何在民用領(lǐng)域發(fā)揮作用。
“人造太陽(yáng)”距離商用還有多遠(yuǎn)？
中外科學(xué)家在聚變裝置科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程技術(shù)上取得了重要階段性成果。有專(zhuān)家預(yù)計(jì)，聚變能商業(yè)化有可能在約30年后實(shí)現(xiàn)。
“人造太陽(yáng)”，科學(xué)家百年“追夢(mèng)旅程”。期待“人造太陽(yáng)”早日持續(xù)安全地“普照大地”。
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