李虎军：世界上最大的人造太阳与我一墙之隔

图为JET内部结构示意。
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　　文/李虎军(BLOG)

　　世界上最大的“人造太阳”与我只有一墙之隔。

　　“实际的装置现在不能让人参观，就是布莱尔来了也不行。”英国卡拉姆科学中心的Chris Warrick说。

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　　卡拉姆科学中心管理的欧洲联合环流器(JET)是目前世界上最大的核聚变实验装置。模拟太阳内部的核聚变反应是科学家们的逐日梦想。据JET管理人员介绍，与核电站广泛应用的裂变反应相比，核聚变原料充足，不会产生核废料，并且没有军事用途。目前，科学界正试图利用氢的同位素氘和氚发生核聚变，释放出氦原子、中子，以及源源不断的能量。

　　在英国驻华使馆科技处安排下，我和一些国内同行上月底参观了位于牛津郡的卡拉姆科学中心。JET装置正在运行，其内部温度高达上亿度，比太阳内部最高的一千多万度高出许多。哪怕是美猴王孙悟空再世，恐怕都不可能承受如此高的温度，更不用说英国首相，或我等凡夫俗子。因此，我们只能参观JET模型，想像其内部的壮观景象。

　　包括中国在内，世界上多个国家都建有核聚变实验装置，但执牛耳者非JET莫属。JET是一种托卡马克实验装置，其内部是状如面包圈、由封闭磁场组成的圆环容器。整个容器高约4米，圆环直径则达3米多，可以约束100立方米的

　　JET创下了“人造太阳”迄今为止的最好记录：输出过16兆瓦峰值的能量。不过，这个“人造太阳”目前入不敷出，远远没有达到发电的效果。它产生的能量，与加热装置本身耗掉的能量相比，只有约65%。

　　Warrick说，在已经运行20多年的JET装置身上，科学家们再怎么努力，也无法让其输入的能量大于输出的能量。但JET的成功已经让科学家们相信，“人造太阳”并非遥不可及。

　　现在，科学家们将新的目光投向了ITER——国际热核实验研究堆的缩写。这是一个耗资预计约47亿欧元的国际合作项目，项目去年已经定址于法国南部马赛附近的卡达拉舍，计划在2021年开始运行实验。欧盟、日本、韩国、美国、中国等合作方有望在下个月正式签署协议。其中，中国将承担项目约10%的投入。

　　负责JET媒体关系的Duarte Borba告诉我们，ITER的容积将是JET的两倍，并且将采用超导线圈替代JET上使用的铜线圈。随着个头的增长和技术的改进，ITER可能带来500～700兆瓦的能量峰值，并且能量产出是投入的10倍以上。科学家们还希望在2025年左右开始建设核聚变的示范电厂。如果一切顺利，也许用不了50年，地球上就会出现第一个真正意义上的“人造太阳”。

　　在整个欧洲，纳税人每年在核聚变研究上花掉约5亿欧元。在中国，合肥的中科院等离子体研究所和成都的西南核物理研究院也在核聚变上花了不少钱。那么，将这么多的钱投给核聚变到底值不值呢？

　　吃三明治午餐的时候，JET加热部分的负责人J.Ongena博士坐在了我身旁。于是，整个午餐时间，这位十分迷恋核能的科学家都在向我倾情“推销”核聚变。他说，可再生

　　在他看来，这笔投资当然是值得的。