用核聚變塑造另一個“太陽” 可再生能源再迎利好

來自權威媒體日前報道消息，“人造太陽”近日取得重大突破，實現加熱功率超過10兆瓦。在眾多業界人士看來，隨著這一聚變堆實驗運行迎來重大突破，利用核聚變催生清潔能源的愿景也就更近了一步。 11月12日中科院等離子體所發布消息，磁約束核聚變實驗裝置“人造太陽”迎來重大突破：近期實現1億攝氏度等離子體運行。“人造太陽”又稱為“國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃”，利用核聚變產生的巨大能量，即使在地球資源枯竭的狀態下也能源源不斷提供清潔能源。

核能，也被稱之為原子能，是能源家族的新成員。作為資源來講，它是無限的同時又是清潔的。從原料來看，核聚變所需的氘氚在海洋中幾乎可以說取之不盡用之不竭，而且核聚變過程中并不會產生任何輻射廢料，因此極其環保。因而長期以來被科學家認為是未來人類終極能源之一，可以大規模生產。

首先是氫核發生一系列聚變，然后釋放出巨大能量。不過，其外型雖然像火爐，但是其能量釋放的原理卻和太陽一模一樣。把一團火球——上億度的等離子體，用磁的方法把它懸浮起來，跟周邊的任何容器材料不接觸，這個時候就可以把它加熱、控制，進而造出太陽。而EAST外形像一個甜甜圈，它使用超導體，以最小的能耗獲取最強的磁場。據相關資料顯示，該裝置高11m、直徑為8m，而重量則高達400噸。

之后一定技術將這些能量進行轉化。如果把氣體加熱到上億度，它就會發生聚變，可以像太陽一樣發出巨大的能量。而在穩定核聚變中，1億度的溫度可以說是其中極為基礎的一環，因為只有中心溫度達到了1億度，核聚變才有可能發生。目前，得益于受控核裂變技術的發展，我國裂變能的應用已經實現了商用化。隨著近幾年的一些技術突破，核聚變的到來變得越來越近，按照目前樂觀預期，在本世紀前，穩定核聚變將成為可能。

被寄予最大希望的核聚變實驗方案叫“托卡馬克”——用超強的磁場約束高溫的核燃料。EAST又稱東方超環，是中國研制的世界第一個非圓截面全超導“托卡馬克”。作為我國第四代核聚變實驗裝置，繼去年創造了101.2秒高約束模等離子體運行的世界紀錄后，EAST再次實現了高約束、高密度、高比壓的完全非感應先進穩態運行模式。通過優化穩態射頻波等多種加熱技術在高參數條件下的耦合與電流驅動、等離子體先進控制等，實現加熱功率超過10兆瓦。

其獲得的實驗參數接近未來聚變堆穩態運行模式所需要的物理條件，朝著未來聚變堆實驗運行邁出了關鍵一步。因為穩態高約束運行模式是國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃的基本運行模式，也是未來反應堆需要解決的關鍵科學問題。作為目前世界上唯一具備這兩大特色的且具有長脈沖運行能力的全超導托卡馬克，EAST的穩態運行模式將為ITER和未來核聚變反應堆提供重要參考。

據悉，EAST是中科院等離子體所自主設計、研制并擁有完全知識產權的磁約束核聚變實驗裝置。而這一實施結果將決定人類能否迅速地、大規模地使用聚變能，從而可能影響人類從根本上解決能源問題的進程。在眾多業界人士看來，一旦人造太陽建造完成后，我國也將成為首個擁有1000兆瓦的核聚變電站的國家。同時，這也將直接開啟第四次工業革命時代。