信息時報
 


圖為：熱核反應堆的結構裝置究竟有多大？

圖為：“國際熱核實驗堆”計劃(ITER)的宣傳海報：“為了下一代有能源可用，我們需要熱核能。”
　　此“太陽”天上無
，地上有。

　　自從第一次石油危機以來，世界各國競相發展節能技術，但是人類目前可利用的能源資源畢竟有限，主要能源將在未來幾十年至100多duo年nian的de時shi間jian內nei枯ku竭jie。今jin後hou幾ji十shi年nian裏li，世shi界jie各ge國guo為wei爭zheng奪duo石shi油you資zi源yuan將jiang不bu可ke避bi免mian發fa生sheng國guo家jia間jian的de衝chong突tu乃nai至zhi戰zhan爭zheng，最zui近jin的de伊yi拉la克ke戰zhan爭zheng就jiu是shi爭zheng奪duo石shi油you資zi源yuan最zui好hao的de例li子zi。同tong時shi傳chuan統tong能neng源yuan還hai會hui帶dai來lai環huan境jing問wen題ti，如ru溫wen室shi氣qi體ti的de增zeng加jia可ke引yin起qi氣qi候hou變bian化hua等deng。
而核電站放射性物質泄漏事故，核燃料埋藏處理等終究會給人來帶來隱患。

　　最近，由中國、美國、歐盟、日本
、俄羅斯、韓國參加的國際熱核反應堆合作計劃(ITER)因其最終選址問題再次引起了人們的興趣。這個被稱為人造太陽的熱核反應堆，不僅因為1.3萬億日元的巨大投資引起了人們極大的關注
，更因為如能在未來50年內開發成功
，將在很大程度上改變目前世界能源格局
，使人類今後將擁有取之不盡
、用之不竭的清潔能源。

　　來自太陽的靈感

　　太(tai)陽(yang)，高(gao)懸(xuan)九(jiu)天(tian)之(zhi)上(shang)，溫(wen)暖(nuan)而(er)燦(can)爛(lan)。其(qi)永(yong)恒(heng)放(fang)射(she)的(de)萬(wan)丈(zhang)光(guang)焰(yan)自(zi)古(gu)幻(huan)為(wei)我(wo)們(men)祖(zu)先(xian)崇(chong)拜(bai)的(de)圖(tu)騰(teng)
，大(da)腦(nao)中(zhong)揮(hui)之(zhi)不(bu)去(qu)的(de)謎(mi)團(tuan)。鬥(dou)轉(zhuan)星(xing)移(yi)
，滄(cang)海(hai)桑(sang)田(tian)
，直(zhi)到(dao)19世紀末，放射性研究的開啟才真正將人類引領到太陽迷宮的門外，而核聚變的發現終於使人類喊出了那一聲響亮的“芝麻開門”。

　　最初
，劍橋卡文迪許實驗室的英國化學家和物理學家阿斯頓，在用自己創製的攝譜儀從事同位素研究時發現，氦-4質量比組成氦的4個氫原子質量之和大約小1%左右。1929年nian
，英ying國guo的de阿e特te金jin森sen和he奧ao地di利li的de奧ao特te斯si曼man聯lian合he撰zhuan文wen
，證zheng明ming氫qing原yuan子zi聚ju變bian為wei氦hai的de可ke能neng性xing，並bing認ren為wei太tai陽yang那na千qian秋qiu噴pen薄bo的de光guang與yu熱re皆jie源yuan自zi這zhe種zhong輕qing核he聚ju變bian反fan應ying。

　　隨(sui)後(hou)的(de)研(yan)究(jiu)證(zheng)實(shi)，太(tai)陽(yang)發(fa)出(chu)的(de)能(neng)量(liang)來(lai)自(zi)組(zu)成(cheng)太(tai)陽(yang)的(de)無(wu)數(shu)的(de)氫(qing)原(yuan)子(zi)核(he)。在(zai)太(tai)陽(yang)中(zhong)心(xin)的(de)超(chao)高(gao)溫(wen)和(he)超(chao)高(gao)壓(ya)下(xia)，這(zhe)些(xie)氫(qing)原(yuan)子(zi)核(he)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)
，發(fa)生(sheng)核(he)聚(ju)變(bian)
，結(jie)合(he)成(cheng)較(jiao)重(zhong)的(de)氦(hai)原(yuan)子(zi)核(he)，同(tong)時(shi)釋(shi)放(fang)出(chu)巨(ju)大(da)的(de)光(guang)和(he)熱(re)。於(yu)是(shi)
，科(ke)學(xue)家(jia)設(she)想(xiang)
，如(ru)果(guo)實(shi)現(xian)人(ren)工(gong)控(kong)製(zhi)下(xia)氫(qing)元(yuan)素(su)的(de)核(he)聚(ju)變(bian)反(fan)應(ying)即(ji)受(shou)控(kong)熱(re)核(he)反(fan)應(ying)，那(na)麼(me)在(zai)地(di)球(qiu)上(shang)同(tong)樣(yang)可(ke)以(yi)創(chuang)造(zao)出(chu)一(yi)個(ge)個(ge)具(ju)有(you)不(bu)竭(jie)能(neng)量(liang)的(de)人(ren)造(zao)太(tai)陽(yang)。

　　在地球上造太陽並非科學狂人的瘋狂之舉
，而是人類自身生存的必需。200年之內
，石油、煤、天然氣資源均麵臨枯竭的危險。20世(shi)紀(ji)後(hou)半(ban)葉(ye)
，核(he)能(neng)利(li)用(yong)出(chu)現(xian)熱(re)潮(chao)，各(ge)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)核(he)電(dian)站(zhan)在(zai)世(shi)界(jie)範(fan)圍(wei)內(nei)得(de)到(dao)了(le)異(yi)常(chang)迅(xun)速(su)的(de)發(fa)展(zhan)。但(dan)目(mu)前(qian)所(suo)有(you)核(he)電(dian)站(zhan)的(de)原(yuan)理(li)
，都(dou)是(shi)利(li)用(yong)鈾(you)等(deng)大(da)原(yuan)子(zi)量(liang)的(de)重(zhong)元(yuan)素(su)原(yuan)子(zi)核(he)的(de)裂(lie)變(bian)
，來(lai)釋(shi)放(fang)巨(ju)大(da)能(neng)量(liang)的(de)。且(qie)不(bu)說(shuo)這(zhe)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)裂(lie)變(bian)電(dian)站(zhan)引(yin)發(fa)的(de)核(he)汙(wu)染(ran)噩(e)夢(meng)與(yu)之(zhi)創(chuang)造(zao)的(de)能(neng)量(liang)同(tong)樣(yang)觸(chu)目(mu)驚(jing)心(xin)，單(dan)就(jiu)其(qi)主(zhu)要(yao)原(yuan)料(liao)鈾(you)而(er)言(yan)

，地(di)球(qiu)的(de)儲(chu)量(liang)也(ye)僅(jin)夠(gou)維(wei)持(chi)數(shu)百(bai)年(nian)之(zhi)用(yong)。

　　因yin此ci，人ren類lei不bu得de不bu再zai次ci將jiang索suo求qiu的de目mu光guang投tou向xiang太tai陽yang，並bing將jiang最zui終zhong解jie決jue能neng源yuan需xu求qiu的de希xi望wang寄ji托tuo於yu受shou控kong核he聚ju變bian的de實shi現xian和he推tui廣guang，試shi圖tu建jian設she利li用yong氫qing的de同tong位wei素su氘dao和he氚chuan的de原yuan子zi核he實shi現xian核he聚ju變bian的de熱re核he反fan應ying堆dui。

　　熱核聚變所用的重要核燃料是氘。一座100萬千瓦的核聚變電站
，每年耗氘量隻需304千克。據測
，每1升海水中含30毫克氘，30毫克氘聚變產生的能量相當於300升汽油，就是說
，“1升海水約等於300升汽油”。地球上海水中有45萬億噸氘，足夠人類使用60億年。

　　更為可貴的是核聚變反應中幾乎不存在放射性汙染
，無需擔憂失控，不會發生爆炸，是一種真正無限
、清潔、成本低廉和安全可靠的新能源。

　　其實，人類早已實現了氘氚核聚變———氫(qing)彈(dan)爆(bao)炸(zha)，但(dan)那(na)種(zhong)不(bu)可(ke)控(kong)製(zhi)的(de)瞬(shun)間(jian)能(neng)量(liang)釋(shi)放(fang)隻(zhi)會(hui)給(gei)人(ren)類(lei)帶(dai)來(lai)災(zai)難(nan)
，而(er)馴(xun)服(fu)核(he)能(neng)，使(shi)核(he)聚(ju)變(bian)在(zai)人(ren)為(wei)控(kong)製(zhi)下(xia)為(wei)人(ren)類(lei)服(fu)務(wu)卻(que)是(shi)件(jian)異(yi)常(chang)艱(jian)難(nan)的(de)事(shi)。時(shi)至(zhi)今(jin)日(ri)，人(ren)們(men)越(yue)來(lai)越(yue)清(qing)醒(xing)地(di)認(ren)識(shi)到(dao)
，受(shou)控(kong)核(he)聚(ju)變(bian)實(shi)現(xian)之(zhi)日(ri)方(fang)是(shi)我(wo)們(men)真(zhen)正(zheng)擺(bai)脫(tuo)能(neng)源(yuan)危(wei)機(ji)之(zhi)時(shi)。

　　人造幾億攝氏度高溫

　　早在1938年
，人們就發現了核聚變。然而，距1942年第一座核裂變反應堆建成已半個多世紀了，受控聚變還是遲遲沒有實現有益的能量輸出。

　　如此舉步維艱的根本原因，是輕元素原子核的聚合遠比重元素原子核的分裂困難得多。

　　都dou帶dai正zheng電dian的de原yuan子zi核he間jian既ji彼bi此ci吸xi引yin又you互hu相xiang排pai斥chi，當dang兩liang個ge原yuan子zi核he之zhi間jian相xiang距ju隻zhi有you約yue萬wan億yi分fen之zhi三san毫hao米mi時shi，它ta們men之zhi間jian的de吸xi引yin力li才cai會hui大da於yu靜jing電dian斥chi力li，兩liang個ge原yuan子zi核he也ye才cai可ke能neng聚ju合he到dao一yi起qi同tong時shi釋shi放fang出chu巨ju大da的de能neng量liang。而er滿man足zu這zhe樣yang的de條tiao件jian需xu要yao的de是shi幾ji千qian萬wan甚shen至zhi幾ji億yi攝she氏shi度du的de高gao溫wen。

　　renleiyaohepingliyonghejubian，bixushikeyikongzhidejubianguocheng。bijiaoqieshikexingdekongzhibanfashitongguokongzhihejubianranliaodejiarusudujimeiyicidejiaruliang，shihejubianfanyinganyidingdeguimolianxuhuoyoujiezoudijinxing。yinci，hejubianzhuangzhizhongdeqitimiduyaohendi，zhinengxiangdangyuchangwenchangyaxiaqitimidudejiwanfenzhiyi，erqieduinengliangdeyueshuyeyaoyouzugouchangdeshijian。yejiushishuo，womenwufajiandanmonitaiyangzhongxinnayanggaodedenglizitimiduheshangyidewendu，zhiyouzhuiqiubitaiyangzhongxingenggaodewendulaijiejuepengzhuangjilvwenti。chuangzaozheyangkekedehuanjingzaijishushangdenandujiukexiangerzhi。haiyou
，chaogaowendedengliziti

，youqiangliedixiangwaikuozhangdetexing，bixuyoujiqiangdecichanglaiyueshuzhutamen

，jueduiburangtamenyusizhourongqibijiechu，shixiang，zenyangdecailiaocainengzhuangjin“太陽”而不自身化為烏有？

　　20世(shi)紀(ji)下(xia)半(ban)葉(ye)，聚(ju)變(bian)能(neng)的(de)研(yan)究(jiu)取(qu)得(de)了(le)重(zhong)大(da)的(de)進(jin)展(zhan)，而(er)托(tuo)卡(ka)馬(ma)克(ke)類(lei)型(xing)的(de)磁(ci)約(yue)束(shu)研(yan)究(jiu)更(geng)是(shi)一(yi)路(lu)領(ling)先(xian)
，並(bing)成(cheng)為(wei)世(shi)界(jie)上(shang)第(di)一(yi)座(zuo)熱(re)核(he)反(fan)應(ying)堆(dui)的(de)設(she)計(ji)基(ji)礎(chu)。

　　製成能裝“太陽”的容器

　　這個能將幾千萬、幾億攝氏度高溫的聚變物質———人造太陽，置入其中的托卡馬克究竟身為何物
？

　　托卡馬克(TOKAMAK)在俄語中是“環形”
、“真空”


、“磁”
、“線圈”幾個詞的組合，即環流磁真空室的縮寫。

　　曾因成功解釋切倫科夫輻射現象獲1958年諾貝爾物理學獎的蘇聯著名物理學家塔姆，早在20世紀50年代初
，就提出了用環形強磁場約束高溫等離子體的設想。

　　tarenwei
，baqiangdianliuchanshengdejixiangcichangyuhuanxingcichangxiangjiehe，kewangshixiangaowendenglizitideciyueshu。shouzheyisixiangdeqifa，qiansulianwulixuejiaeqimoweiqikaishilezheyizhuangzhideyanjiu。zuichu，tamenzaihuanxingtaocizhenkongshiwaitaoduozaxianquan，liyongdianrongqifangdianshizhenkongshixingchenghuanxingcichang。yucitongshi
，yongbianyaqifangdian
，shidenglizitidianliuchanshengjixiangcichang。houlaiyouliyongbuxiugangzhenkongshidaititaocizhenkongshi，haigaijinlexianquandegongyi，zengjialezashu，gaijinlecichangweixing，zuihouchenggongdijianchengleyigegaowendengliziticiyueshuzhuangzhi。eqimoweiqijiangzheyixingrumianbaoquandehuanxingrongqimingmingweituokamake。

　　具有奇特旋轉磁場位形的托卡馬克的出現，使受控核聚變研究取得了重大的進展。自20世紀70年代起
，世界範圍內掀起了托卡馬克的研究熱潮。美
、歐、日、蘇建造了四個大型托卡馬克

，中國科學院物理所繼第一台小型托卡馬克CT-6於1975年投入運行後，1984年6月，又建成了中國環流1號(HL-1)。2002年12月，中國環流器2號A
，在成都核工業西南物理研究院建成並投入運行。

　　目前，全世界有30多個國家及地區開展了核聚變研究，運行的托卡馬克裝置至少有幾十個。

　　毋庸諱言，ITER計ji劃hua還hai處chu於yu籌chou備bei與yu起qi步bu階jie段duan
，遙yao望wang太tai陽yang騰teng空kong之zhi處chu依yi舊jiu是shi層ceng疊die群qun山shan。但dan是shi，迎ying接jie挑tiao戰zhan是shi人ren類lei進jin步bu的de重zhong要yao原yuan動dong力li。我wo們men有you理li由you相xiang信xin，不bu遠yuan的de將jiang來lai

，世shi界jie各ge國guo的de聚ju變bian精jing英ying定ding會hui不bu負fu使shi命ming


，在zai托tuo卡ka馬ma克ke之zhi中zhong變bian出chu個ge太tai陽yang給gei你ni看kan。