自從人類進(jìn)入工業(yè)化時(shí)代以來，能源問題就一直是困擾世界發(fā)展的難題之一。煤、石油、天然氣這些化石燃料不僅儲(chǔ)量有限，而且會(huì)給地球環(huán)境造成嚴(yán)重污染，甚至引發(fā)全球氣候變暖。因此，尋找一種清潔、安全、儲(chǔ)量豐富的能源就成為人類數(shù)百年來孜孜以求的夢(mèng)想。如今這一夢(mèng)想正在中國(guó)科學(xué)家的努力下慢慢變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
4月底，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研制的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)即將完成改造升級(jí)。EAST是利用可控核聚變反應(yīng)產(chǎn)生電能的實(shí)驗(yàn)裝置，因其具有類似太陽(yáng)的運(yùn)行機(jī)制，所以又被稱為“人造太陽(yáng)”。改造完成后，EAST將挑戰(zhàn)在1億攝氏度的超高溫下發(fā)電100秒的世界紀(jì)錄。如獲成功，將不僅標(biāo)志著我國(guó)在可控核聚變領(lǐng)域躋身世界最前列，也預(yù)示著人類有望在不遠(yuǎn)的將來一勞永逸地解決能源問題。
核能由于高效和燃料成本低廉獲得了廣泛的應(yīng)用。世界上現(xiàn)有的核電站都是利用放射性物質(zhì)的核裂變來發(fā)電的。但是其最大的缺點(diǎn)是可能對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生放射性污染，并且核反應(yīng)堆一旦失控還會(huì)引發(fā)災(zāi)難性后果。1986年的切爾諾貝利核電站事故造成9.3萬人患癌死亡，前蘇聯(lián)15萬平方公里的地區(qū)受到嚴(yán)重污染，專家估計(jì)徹底消除該事故的后遺癥約需800年。但是EAST所利用的核聚變反應(yīng)則不需要放射性物質(zhì)，因此也不會(huì)產(chǎn)生放射性污染。更值得一提的是，核聚變的原料氘和氚廣泛存在于海水之中，取之不盡用之不竭。據(jù)專家介紹，一升海能量水通過核聚變所產(chǎn)生的相當(dāng)于300升汽油，地球全部海水中蘊(yùn)含的能量足夠人類使用上百億年。
正是因?yàn)榭煽睾司圩兗夹g(shù)是一項(xiàng)功在當(dāng)代、利在千秋的偉業(yè)，中國(guó)從建國(guó)之初就極其重視對(duì)該領(lǐng)域的探索。早在1955年，錢三強(qiáng)等科學(xué)家便提議開展中國(guó)的“可控?zé)岷朔磻?yīng)”研究，這與當(dāng)時(shí)國(guó)際核物理學(xué)界對(duì)核聚變的關(guān)注幾乎是同步的。1984年，我國(guó)自主設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行的“人造太陽(yáng)”環(huán)流器一號(hào)(HL-1)建成；1995年我國(guó)第一個(gè)超導(dǎo)托卡馬克裝置HT-7在合肥建成；2002年我國(guó)建成第一個(gè)具有偏濾器位形的托卡馬克裝置中國(guó)環(huán)流器二號(hào) A(HL－2A)；2006年，世界上第一個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克裝置東方超環(huán)(EAST)首次等離子體放電成功……這一系列成就讓我國(guó)的核聚變研究從無到有、從弱到強(qiáng)，逐漸走在了世界的前列。
2007年，我國(guó)加入了國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃。ITER是由世界上30多個(gè)國(guó)家共同合作的大型工程計(jì)劃，目的是通過建造反應(yīng)堆級(jí)的核聚變裝置，把“人造太陽(yáng)”的夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在此計(jì)劃中，我國(guó)承擔(dān)了ITER10%的采購(gòu)包，并爭(zhēng)取到了其中最重要的核心設(shè)備“超導(dǎo)磁體”的安裝工程。這標(biāo)志著我國(guó)在核聚變的國(guó)際舞臺(tái)上有了更大的話語(yǔ)權(quán)。
中國(guó)之所以數(shù)十年如一日在核聚變領(lǐng)域堅(jiān)持投入與研究，是因?yàn)橹袊?guó)始終以人類命運(yùn)共同體的理念為指引，主動(dòng)履行負(fù)責(zé)任大國(guó)的使命與擔(dān)當(dāng)，不斷為解決人類問題提供中國(guó)智慧與中國(guó)方案。在今年的全國(guó)兩會(huì)上，“碳達(dá)峰”與“碳中和”首次被寫入政府工作報(bào)告。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)時(shí)間緊、任務(wù)重，要求我國(guó)必須在未來調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，推動(dòng)構(gòu)建以綠色、低碳能源為主導(dǎo)的新型消費(fèi)能源體系。而中國(guó)“人造太陽(yáng)”的日漸完善和成熟必將為中國(guó)履行“雙碳”承諾增添強(qiáng)大的助力。
據(jù)專家預(yù)測(cè)，基于可控核聚變的能源發(fā)電有望在2040年左右實(shí)現(xiàn)。我們衷心祝愿，即將挑戰(zhàn)世界紀(jì)錄的EAST，會(huì)成為人類獲得永續(xù)清潔能源道路上一座重要里程碑。
評(píng)論