PDF《科学岛记》

11 米,直径

8 米.装置上端,一面鲜艳的五星 红旗高高挂起. 它是中国自主设 计、研制的世界上第一台非圆截 面全超导托卡马克实验装置,简称 大科学装置 .科学岛因此成 为我国核聚变研究中心. 托卡马克是一种磁约束受控 核聚变环性实验装置,最初是由 苏联在

20 世纪

50 年代发明的.它 的中央是一个环形的真空室,外 面缠绕着线圈.通电时,托卡马 克的内部会产生巨大的螺旋型磁 场,将其中的等离子体加热到很 高的温度,以达到核聚变的目的. 负责 大装置 的专家怕我 们听不懂,尽量讲得通俗而直观:我们熟知的原子弹、核电站,其能量来源是核裂变.太阳 发出的光和热则是靠核聚变;

氢弹是人类实现的不受控制核聚变,氢弹的体积比原子弹小得多,但一颗氢弹的威力相当于几 十颗原子弹. 人类可以制造一个太阳来产 生光和热吗? 这个曾经的科学幻 想,正在成为科学的现实. 科学家正在研究的利用磁约 束来实现可控核聚变,被形象地 称之为研制 人造小太阳 ―― 把人类的奇思妙想变成科学的现 实,这是科学家和科学研究的奇 妙之处.科学家给我们展示的愿 景是:如果人类能实现可控核聚 变,核聚变能将解决人类的能源 问题. 说到核能,人们难免步步惊 心,比如核燃料,比如核辐射. 可喜的是,与核裂变以铀和 钚为燃料不同,核聚变能利用的 燃料是氘和氚,地球蕴藏量极其 丰富.据测,每1升海水中含

30 毫克氘,而30 毫克氘聚变产生的 能量相当于

300 升汽油.一座

100 万千瓦的核聚变电站,每年耗氘 量只需 304千克.氘的发热量相当 于同等煤的

2000 万倍,天然存在 于海水中的氘有

45 亿吨,通过核 聚变转化为能源,按目前世界能 源消耗水平,可供人类用上亿年.氚可以由锂制造,地球上锂 的储量有

2000 多亿吨,足够人类 用1万年-2万年…… 鉴于前些年的日本福岛核事 故以及更早的苏联切尔诺贝利核 事故,人们对核泄漏、核辐射始 终心有余悸.即使不发生事故, 核废料的处理至今没有完全保险 的办法.核聚变能则因其安全性 高、无高端核废料、可不对环境 构成大的污染,成为许多国家大 力发展的研究方向. 美、法等国在

20 世纪

80 年代 中期发起耗资

46 亿欧元的国际热 核实验反应堆 (ITER) 计划,包 括美国、日本、欧盟等国际七方 的科技合作,旨在建立全球第一 个受控热核聚变实验反应堆.科 学家们估计,到2025 年以后,核 聚变工程技术的核心问题有可能 获得实际解决.2050 年前后,受 控核聚变发电将有可能造福人类. 中国耗时

8 年、耗资

2 亿元人 民币,自主设计、自主建成 EAST 装置后,全球研究核聚变的眼睛都盯着中国,盯着合肥的这个 大装置 .

10 年前,中国参与到国际热 核实验反应堆计划.国际七方中,中国承诺承担 10%的研发任 务,中国任务中的 73%由等离子 体所承担.由于研发能力强,现 在美国、俄罗斯、日本把他们承 担的相当大一部分任务转包给等 离子体所.有EAST 和ITER 项目 的牵引,中国目前在七方中走在 最前面.等离子体所研究建设的 EAST 装置........