各國(guó)競(jìng)相研制可供無(wú)限能源的裝置 我國(guó)設(shè)備已開始調(diào)試 7月可放電實(shí)驗(yàn)
古希臘神話中，普羅米修斯盜得的天火———太陽(yáng)，成為照亮地球永不枯竭的能量。今天，為了解決人類終將枯竭的能源煩惱，締造現(xiàn)實(shí)版“人造太陽(yáng)”成為全世界科學(xué)家的共同目標(biāo)。世界上現(xiàn)有30多個(gè)國(guó)家有這方面的研究，建造了上百個(gè)實(shí)驗(yàn)裝
置，科研人員1.2萬(wàn)多人，每年經(jīng)費(fèi)超過(guò)20億美元。
誰(shuí)又將是今天的普羅米修斯呢？中科院等離子體物理研究所距離夢(mèng)想越來(lái)越近了，他們的“人造太陽(yáng)”設(shè)備已經(jīng)為人類搭起了通往未來(lái)的橋梁，現(xiàn)已進(jìn)入工程調(diào)試階段。2月14日，晨報(bào)記者有幸踏上中國(guó)“人造太陽(yáng)”基地———中科院等離子體物理研究所的合肥科學(xué)島，一睹中國(guó)“人造太陽(yáng)”的神秘面容。
工作原理：模擬太陽(yáng)
讓1升海水變成300升汽油
春節(jié)剛過(guò)，位于合肥市西北郊的科學(xué)島上已是一片忙碌。“人造太陽(yáng)”項(xiàng)目總裝辦主任吳維越說(shuō)，這個(gè)春節(jié)研究人員幾乎都是在科學(xué)島上度過(guò)的。為了設(shè)備早日投入運(yùn)行，從項(xiàng)目的籌備立項(xiàng)到現(xiàn)在，他們已經(jīng)前后忙碌了整整8年。
記者了解到，這臺(tái)全名叫EAST非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克的裝置，以探索無(wú)限而清潔的核聚變能源為目標(biāo)。由于它和太陽(yáng)產(chǎn)生能量的原理相同，都是熱核聚變反應(yīng)，所以被外界稱為“人造太陽(yáng)”。
而所謂的“人造太陽(yáng)”的原理，就是在這臺(tái)裝置的真空室內(nèi)加入少量氫的同位素氘或氚，通過(guò)類似變壓器的原理使其產(chǎn)生等離子體，然后提高其密度、溫度使其發(fā)生聚變反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的能量。
1升海水提取的氘，在完全的聚變反應(yīng)中釋放的能量，相當(dāng)于燃燒300升汽油釋放的熱能。因此一旦這種技術(shù)成熟，建立了電站，就相當(dāng)于建立了一個(gè)“人造太陽(yáng)”。
據(jù)悉，EAST是世界上百臺(tái)托卡馬克裝置中最先進(jìn)的。不過(guò)外人很難相信，記者眼前的它，就藏身在一間外表極為普通的屋子里。屋內(nèi)面積有一個(gè)足球場(chǎng)般大小，中間朝地下深挖了數(shù)米，這個(gè)世界上最先進(jìn)的托卡馬克裝置就在大坑中央。從外形上看是粗大的鋼鐵圓柱，上端好像戰(zhàn)士頭上的鋼盔，有7米多高，下面用9根合抱粗的鋼柱支撐，猶如科幻片中外星人乘坐的探測(cè)器。
吳維越向記者介紹，產(chǎn)生能量的聚變反應(yīng)，就發(fā)生在酷似外星探測(cè)器內(nèi)的真空裝置里面，而反應(yīng)的發(fā)生需要多個(gè)子系統(tǒng)同時(shí)工作，比如電源系統(tǒng)，使線圈達(dá)到并保持超導(dǎo)狀態(tài)的低溫系統(tǒng)，用來(lái)抽真空的真空機(jī)組等。
運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程：類似燒鍋爐
7月就可以進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)
目前總裝的第一階段已經(jīng)完成，正在開始工程調(diào)試�！叭绻磺许樌�，7月份就可以放電(指做實(shí)驗(yàn))了。”總裝辦主任吳維越興奮地告訴記者。
“放電”時(shí)的“人造太陽(yáng)”將是一種什么樣的情形呢？
“除了位于其他大廳的某些設(shè)備會(huì)發(fā)出一些聲響外，真空室內(nèi)一切靜悄悄�！眳蔷S越神秘地回答。原來(lái)，做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，整個(gè)大廳是封閉的，所有工作人員都要離開“人造太陽(yáng)”的屋子，但大廳內(nèi)的情形和放電時(shí)真空室內(nèi)的情形都可以在控制室內(nèi)的錄像中看到，各系統(tǒng)的監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施、實(shí)驗(yàn)圖表的獲得等等也都是在控制室內(nèi)進(jìn)行的。
吳維越告訴記者，聚變反應(yīng)的過(guò)程有些類似于燒鍋爐，首先要點(diǎn)火，即產(chǎn)生等離子體，然后要使火焰變大變強(qiáng)，即提高等離子體的溫度和密度，使其發(fā)生碰撞，發(fā)生聚變反應(yīng)，溫度越高、密度越大反應(yīng)就越劇烈。在未來(lái)的聚變電站中，反應(yīng)產(chǎn)生的能量可以通過(guò)裂變電站的能量輸出轉(zhuǎn)換裝置來(lái)供人類使用，這方面的技術(shù)是成熟的。
安全問(wèn)題：能力釋放過(guò)程完全可控
即使出現(xiàn)事故也不用疏散人群
在幾千萬(wàn)乃至上億度的高溫下發(fā)生反應(yīng)，安全無(wú)疑成為最受關(guān)注的問(wèn)題。人們往往會(huì)想到會(huì)不會(huì)有核輻射，會(huì)聯(lián)想到令人色變的烏克蘭切爾諾貝利核電站爆炸事件。
吳維越告訴記者，EAST裝置只有在放電的時(shí)候才會(huì)產(chǎn)生中子輻射，一旦實(shí)驗(yàn)結(jié)束就沒(méi)有了輻射，而產(chǎn)生的中子輻射是不會(huì)影響到大廳之外的。EAST大廳是全封閉式構(gòu)造，四周墻壁的厚度達(dá)到1.5米，屋頂?shù)暮穸葹?米，內(nèi)部全部為鋼筋捆扎，表面用水泥澆鑄而成。
“這樣中子就可以完全被隔絕在里面�！眳蔷S越說(shuō)，同時(shí)“人造太陽(yáng)”所用原料也都不是具有輻射性的鈾等元素，沒(méi)有任何輻射的后遺癥。
人們認(rèn)識(shí)熱核聚變是從氫彈爆炸開始的。然而氫彈爆炸時(shí)釋放出極大的能量，給人類帶來(lái)的是災(zāi)難。那么“人造太陽(yáng)”會(huì)不會(huì)發(fā)生爆炸呢？
吳維越說(shuō)，氫彈用的聚變?cè)磉^(guò)程不可控，不可控的瞬間能量釋放只能給人類帶來(lái)災(zāi)難。而EAST的熱核反應(yīng)是可控的。加入EAST裝置真空室內(nèi)的原料是少量的，真空室氣體密度非常低，而且產(chǎn)生的等離子體被磁場(chǎng)牢牢地束縛住，是很安全的。即使發(fā)生了想象中最壞的事故，也只是對(duì)實(shí)驗(yàn)和裝置有影響，周圍地區(qū)的人群不用疏散。
