核能：从裂变迈向聚变【3】

　　“裂变”迈向“聚变”

　　铀、钍矿资源都是不可再生资源。因此，一些国家正大力研发从核裂变迈向核聚变。从核裂变迈向核聚变是核电业发展大势所趋。目前，受控核聚变领域的研发重点有二：一是利用氢同位素为原料，二是利用氦-3为原料。

　　氦-3是一种公认的高效、清洁、安全核聚变原料。椐科学家们估计，100吨氦-3就可提供目前全世界一年的能源使用量。但是，在地球上氦-3的储量极少，不具有开发价值。因此，一些国家正在研发利用氢同位素为原料，即核聚变原料主要是氢、氘和氚。氘也叫重氢，1公斤海水中含有0.034克氘，故地球海洋里有约23.4万亿吨氘，足够人类使用几十亿年。科学家从一升海水可提炼1/6克氘，其聚变后放出的能量相当于300升汽油燃烧释放的能量。浙江大学物理学教授盛正卯介绍，从海水中提炼氘技术已掌握，问题是核聚变过程中不能实现可控，一旦解决了可控的核聚变难题，不仅将解决全世界的能源问题，而且放射性微少，不产生核废料，对环境的污染很小。

　　美国科学家希望通过模仿太阳中心核聚变能原理，打造出微型“人造太阳”，为将来探索新能源带来希望。在加利福尼亚州弗莫尔市的“国家点燃设施”实验室，科学家的目标是制造出1亿摄氏度以上的温度和比地球上任何地方大数十倍的压力，而产生此温度和压力的来源只是相当于针尖大小的一点氢燃料。

　　《科技日报》2013年1月援引《科学》杂志网站提供的信息：欧盟负责核聚变研发工作的机构———欧洲核聚变发展协会发布的欧盟聚变示范电站设计与开发路线图，计划于2050年建成一座未来可供工业界使用的原型聚变电站。作为最主要的备用计划，路线图倡导继续仿星器的设计和开发。仿星器是一种替代性聚变反应堆，其最大优点是能够连续稳定地运行。德国的温特尔斯坦仿星器7-X (W 7-X )将于2014年建成，科学家在W7-X反应堆安装一种叫“仿星器”的设备，旨在模仿恒星内部持续不断的核聚变反应。

　　物理学家组织网站2013年9月援引劳伦斯.利弗莫尔国家实验室报告称，世界最大激光器、被称为“人造太阳”的美国国家点火装置正距离其目标越来越近，一个可持续核聚变反应装置正在由梦想逐步成为现实。“数十年后，核聚变能源将替代石油等传统燃料。”

　　探索未来能源

　　欧盟聚变示范电站设计与开发路线图认为，人类在利用聚变发电方面取得进展的关键在于“国际热核聚变实验堆(IT ER )计划”的实施。

　　2005年6月，欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和中国的国际热核聚变反应堆计划六方代表在莫斯科达成协议，确定法国南部城市马赛附近的卡达拉舍为国际热核聚变反应堆的建造地。国际热核实验反应堆计划的目的是建立世界上第一个受控热核聚变实验反应堆，其规模与未来实用型的核聚变反应堆相仿，用以解决建设核聚变电站的关键技术问题。计划建造的热核实验反应堆预计将耗资128亿美元，其中，欧盟承担40%，其他五方分别承担10%。这是除国际空间站外又一规模最大的国际科技合作项目。2006年11月，欧盟、美国、中国、日本、俄罗斯、韩国和印度的代表在法国总统府爱丽舍宫共同签署了国际热核聚变实验反应堆计划联合实施协定。国际热核聚变实验堆计划正式启动，这是人类在核聚变研究、共同探索未来能源的里程碑事件。

　　国际热核聚变实验反应堆的原理类似太阳发热，即在上亿摄氏度的超高温条件下，利用氢的同位素氘、氚的聚变反应释放出核能。核聚变燃料氘和氚可以从海水中提取，核聚变反应不产生温室气体及核废料。由于原料取之不尽、不危害生态环境，因此，核聚变能源成为未来人类寄予厚望的新能源。

　　国际热核聚变实验堆计划(IT ER )正在取得进展,将于2019年在法国开始试验。如果试验成功，该项目获得的数据将帮助IT E R研究团队设计一个在2040年前建成的、2000兆瓦至4000兆瓦的示范性核聚变电站。一些专家预测，人类有望在30至50年内掌握核聚变技术，从而有效解决人类面临的能源和环境问题。

(来源:经济参考报)