英國核聚變實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造新紀(jì)錄

英國原子能研究所2月9日發(fā)布消息稱，在去年12月的實(shí)驗(yàn)中，世界上規(guī)模最大的核聚變反應(yīng)堆——歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆（JET）在5秒內(nèi)產(chǎn)生了59兆焦耳的持續(xù)能量，打破了該裝置在1997年創(chuàng)下的約22兆焦耳聚變能量的紀(jì)錄，創(chuàng)造了新的世界能源紀(jì)錄。美國有線電視新聞網(wǎng)（CNN）表示，科學(xué)家認(rèn)為，該實(shí)驗(yàn)所取得的突破，證明人類獲取一種近乎無限的清潔能源是可能的。

CNN稱，用于此次實(shí)驗(yàn)的歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆是目前世界最大的可運(yùn)作托卡馬克裝置。這是一種利用磁約束來實(shí)現(xiàn)受控核聚變的環(huán)形容器，它產(chǎn)生的核聚變反應(yīng)類似太陽發(fā)光發(fā)熱的原理。相較于現(xiàn)有的核電站運(yùn)用核裂變發(fā)電，其安全性更高。而核聚變釋出的能量比燃燒煤、石油或天然氣多將近400萬倍，幾乎不會(huì)產(chǎn)生廢棄物。英國原子能研究所在聲明中表示，此次實(shí)驗(yàn)結(jié)果清楚地展示，核聚變能提供安全、永續(xù)低碳能源的潛力。歐洲核聚變研發(fā)創(chuàng)新聯(lián)盟項(xiàng)目主管唐恩對(duì)此表示，“如果我們能維持5秒的核聚變，未來擴(kuò)大運(yùn)作規(guī)模，就可以維持5分鐘，然后是5小時(shí)。”

報(bào)道稱，此次實(shí)驗(yàn)采用氘氚混合燃料。為了使聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆盡可能接近未來的熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆條件，研究人員用鈹和鎢的混合物而不是碳覆蓋等離子體容器壁，因?yàn)榻饘冁u比碳更耐腐蝕，而且不會(huì)像碳那樣過多地與燃料結(jié)合。

目前國際大規(guī)模聚變實(shí)驗(yàn)（ITER）設(shè)施正在法國南部的卡達(dá)拉奇建設(shè)，預(yù)計(jì)同樣使用氘氚混合燃料，計(jì)劃實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出能量10倍于輸入能量（聚變增益）。報(bào)道稱，要想產(chǎn)生凈能量，即“輸出能量是加熱等離子體所需能量的兩倍”這一目標(biāo)，在卡達(dá)拉奇ITER設(shè)施“上線”之前是不可能實(shí)現(xiàn)的。因此，英國這次實(shí)驗(yàn)是在類ITER條件下創(chuàng)造的世界紀(jì)錄。

值得注意的是，中國也在核聚變領(lǐng)域接連取得突破。去年年末，在中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所中，中國全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）實(shí)現(xiàn)了1056秒的長脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行，創(chuàng)下全球托卡馬克裝置高溫等離子體運(yùn)行時(shí)間最長的紀(jì)錄。

EAST裝置實(shí)驗(yàn)運(yùn)行總負(fù)責(zé)人、中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所托卡馬克物理研究室主任龔先祖透露，中國的EAST裝置是國際上唯一具備與ITER類似加熱方式和偏濾器結(jié)構(gòu)的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。上億攝氏度高溫等離子體條件下連續(xù)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行是未來聚變發(fā)電的必要條件。但龔先祖也坦承，如何能夠把上億攝氏度高溫等離子體運(yùn)行提升至百秒量級(jí)或者是千秒量級(jí)，能滿足未來聚變堆要求，仍然面臨著許多挑戰(zhàn)，而且難度和挑戰(zhàn)非常大。

英國劍橋大學(xué)工程系的專家托尼·魯斯通也表示，英國這次實(shí)驗(yàn)證明核聚變是可能的，但將核聚變作為日常能源的技術(shù)還有很長的路要走。“維持更長的核聚變時(shí)間，是將其作為日常能源應(yīng)用所必需的”。