新華社合肥2月7日電題:有太陽,為什么還要人造“太陽”?
新華社記者劉菁、徐海濤、陳諾
萬物生長靠太陽。有沒有可能在地球上造出一個(gè)“人造太陽”,它能給人類帶來什么?春節(jié)前夕記者走基層,不僅走進(jìn)田間地頭、廠礦車間,也走進(jìn)科技自立自強(qiáng)的大基層,來到建有“人造太陽”大科學(xué)裝置的合肥科學(xué)島,一探究竟。
高約11米,直徑約8米,重400余噸,看上去像一個(gè)巨大的“罐子”,頂部飄揚(yáng)著五星紅旗——這就是全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)。EAST是我國“九五”期間立項(xiàng)的國家重大科學(xué)工程,由原國家計(jì)委在“十五”期間批準(zhǔn)開工,“十一五”建成,目標(biāo)為人類開發(fā)核聚變能源提供重要的工程和物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
“EAST是中國自主研發(fā)的,世界上第一個(gè)全超導(dǎo)磁體、非圓截面托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置,它擁有類似太陽的運(yùn)行機(jī)制,因此又有‘人造太陽’之稱。”中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤說。
有太陽,為什么還要造“人造太陽”?科研人員介紹,因?yàn)槊骸⑹汀⑻烊粴馕磥碛锌萁叩奈kU(xiǎn),還存在一定的環(huán)境污染。而風(fēng)能、水能、太陽能等新能源又受限于天氣或地理?xiàng)l件等限制,難以滿足需要。
“可能有人要問,現(xiàn)在不是已經(jīng)有很多核電站,為什么還要造‘人造太陽’?”中科院等離子體物理研究所王騰博士說,目前的核電站采用核裂變反應(yīng),所需要的鈾、钚等元素儲(chǔ)量有限,還會(huì)產(chǎn)生放射性。而“人造太陽”采用的是核聚變反應(yīng),所需的原材料之一氘在地球上儲(chǔ)量巨大,幾乎取之不竭、用之不盡。
據(jù)測(cè)算,1升海水中含有的氘,核聚變反應(yīng)后可以產(chǎn)生300升汽油燃燒的能量,生成物也沒有危害。因此,核聚變能源被認(rèn)為是理想的“終極能源”。
未來如果實(shí)現(xiàn)了“人造太陽”,能帶來哪些改變?王騰說,改變可能主要有三個(gè)方面:首先是能源危機(jī)迎刃而解,能源價(jià)格將非常低廉,一些因能耗限制而難以開展的活動(dòng)比如海水淡化、星際航天等,可以大規(guī)模開展,進(jìn)而帶來生產(chǎn)、生活的巨大進(jìn)步。
其次,核聚變的產(chǎn)物為氦和中子,不排放有害氣體,地球上的溫室效應(yīng)、酸雨、霧霾將大幅減輕乃至消失,生態(tài)環(huán)境得到改善。
第三,核聚變能源的原料從海水中就能獲得,人類因能源問題引發(fā)的爭端將大為減少,地球會(huì)變得更和平。
走進(jìn)EAST控制大廳,記者注意到總控大屏幕上記錄著已開展的核聚變實(shí)驗(yàn)次數(shù):96914次。
十幾年來,合計(jì)超過10000人次的中外科研工作者,在這個(gè)大科學(xué)裝置上合力沖擊“人造太陽”的夢(mèng)想,先后實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運(yùn)行、電子溫度1億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行等國際重大突破,也使中國站到了世界核聚變能源研究的最前沿。
這個(gè)春節(jié),很多科研人員不休息,將持續(xù)對(duì)EAST主機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造,為進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)做準(zhǔn)備。今年,他們將挑戰(zhàn)400秒高約束等離子體、芯部電子溫度1億攝氏度、100秒長脈沖等離子體等新目標(biāo)。
“人類研究可控核聚變已超過半世紀(jì),一代代科研人員一步步攻克技術(shù)難關(guān),希望能早日實(shí)現(xiàn)‘終極能源’這個(gè)偉大目標(biāo)!”王騰說。