这是“人造太阳”实验装置(2006年12月26日摄)。新华社发(杨文婷摄)
一名男子从“国际热核聚变试验反应堆”计划启动宣传画前走过。
能源短缺已成为人类无法回避的问题。而太阳释放出的能量,地球只享受到极其微小的一部分。如果人类能再现并控制太阳释能过程,使得其最大限度为人类所用,岂不美哉?
目前,科学家正联手打造“人造太阳”,希望通过模拟太阳中心能源产生模式开发新能源。
“人造太阳”
英国《星期日泰晤士报》4日报道,英国牛津郡将建核聚变实验室,再现太阳内部温度与压力,借助其放射的高能激光直接轰击微小的氢燃料球体,通过聚变释放出巨大能量。
聚变过程中,激光束刹那间就能把直径2毫米的氢燃料球芯块加热到1亿摄氏度,远高于太阳中心温度。此时燃料球表面原子爆裂产生的压力在几亿分之一秒内又迅速将小球压缩为原体积的几百分之一。紧接着,氢原子变为大量电子和氢原子核,并结合成氦。同时,燃料球以光、热、辐射等形式释放出大量能量。这一过程同太阳中心产生能量原理相似,因此这一实验被称为“人造太阳”。
研究人员称,技术一旦成功,将为人类提供一种安全、无二氧化碳以及产生最少辐射废料的新能源,有望解决一部分世界能源危机。
全球联手
“人造太阳”计划引来全球科学家联手。
上周,位于牛津郡的卢瑟福-阿普尔顿实验室正式实施高能激光项目。项目负责人约翰·科利尔说:“这一技术与恒星释放能量的过程相似。我们的任务是如何控制其所产生的能量以便为人类服务。”
国际热核实验反应堆计划准备建立的实验堆也已在法国动工,这项耗资80亿英镑(约合160亿美元)的实验堆项目用磁场取代激光,创造核聚变所需条件。这一项目有望在2022年进行第一次实验。
与此同时,美国也在加利福尼亚州劳伦斯-利弗莫尔国家实验所成立国家点火装置项目。这一项目的短期目标是实现小规模的可控核聚变。项目一旦成功,将有力证明激光聚变的确可被用于能源制造。项目负责人埃德·摩西说:“我们希望完成这种核聚变,它释放出的能源远比输入的多,这样就有可能源源不断地进行反应,并产生大量能源。”
喜忧参半
飙升的能源价格加上人们对矿物燃料,如煤、石油等安全性能的担忧使聚变技术再次获宠。科利尔认为这项技术“可能使人类受益无穷”。然而,也有人对此表示担忧。
英国作家彼得·史密斯于2007年出版《世界末日的人类》一书,从社会、文化角度分析20世纪核技术的重大突破对人类的影响。他在接受《星期日泰晤士报》采访时警告说:“同他们的前辈一样,今天的科学家依然声称会为人类迎来‘新时代的黎明’,带来取之不尽的廉价能源。但是,人们不该被这种空想般的言语所蒙蔽。毕竟,这一技术正是制造氢弹的关键。”
英国卢瑟福中央激光研究所主任、高能激光项目课题组带头人迈克·邓恩则表示:“此项计划完全与军事无关,它旨在开发潜在能源。”
科利尔承认聚变技术不是应对能源短缺的唯一方法,但是“只要有一线成功的希望,我们就不该冒险放弃努力”。(新华网卢菁)
“人造太阳”今年开建 中国将承担百亿投资
我国出资总额高达100亿元的“人造太阳”计划将于今年在法国的卡达拉舍动工,这是在本周末召开的东方科技论坛上传出的消息。 ITER计划
早在1985年就由前苏联在美苏日内瓦峰会上提出,1986年由前苏联、美国、欧盟及日本开始设计和筹建,1998年基本完成前期工作。ITER计划的建设期从2006年开始大约10年,耗资约46亿美元,此后还有运行期20年、退役期5年,35年总费用将不少于100亿美元。目前,该计划共有7方参与,中国于2003年2月正式成为参与国之一,此后韩国(2003年6月)和印度(2005年12月)也相继加入。中国将承担该计划10%的投入,这包括人力、物力及实物的投入,同时也相应分享所有相关资料及知识产权。
ITER四大疑问
一、反应堆如何运转
在一个环形容器内把氘和氚的混合气体加热到一亿度以上的高温,在这种条件下氘和氚才会聚变。
二、能源取之不竭吗
理论上,只需1公斤氘和10公斤锂(通过锂可以得到氚)就可以保证一个聚变核电站一天内以1000兆瓦的功率发电。相比之下,得到这么大的功率需要500公斤铀或1万吨煤。通过电解海水,轻而易举就可以得到大量的氘。地球上海水中有45万亿吨氘,足够人类使用60亿年。锂在自然界中很少,也要从海水里提取,但要比氘难度大。
三、是清洁能源吗
核聚变与核裂变不同,它不产生长达千年都不能分解的核废料。但是聚变能产生寿命较短的辐射物质,也必须进行处理。另外,它不产生加剧温室效应的气体。
四、反应堆有危险吗
与目前的核电站不同,聚变反应堆从本质上讲不可能发生泄漏。所以国际热核实验反应堆和下一代核聚变反应堆,不会发生重大事故。核聚变反应堆唯一要注意的问题就是要制定防辐射的保护措施。另外,它也不对环境和周围居民构成威胁。(文字来源:解放日报)
会上,上海交通大学校长张杰院士透露,目前在上海,交大、东华等沪上高校都有专家从事该项目研究,并将承担起为我国参与“人造太阳”计划输送人才的重任,他同时呼吁上海要大力培养该方面毕业生。“人造太阳”的真名叫国际热核聚变实验堆计划(ITER)建设工程,作为当今世界迄今为止最大的热核聚变实验项目,它旨在在地球上模拟太阳的核聚变,利用热核聚变为人类提供源源不断的清洁能源。
在此次论坛上,ITER计划中国办公室副主任罗德隆介绍,自我国在2003年加入了ITER计划谈判,截至目前确定最终承担占总投资近10%的费用,即100亿元人民币左右,其中包括约50亿元人民币的工程建设费。尽管投入巨大,但同时我国也将享受该计划实施过程中产生的全部知识产权。(东方早报俞立严)