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南方日报:我国“人造太阳”成功放电


http://www.sina.com.cn 2006年09月29日 13:12 南方日报

  2025年后可能投入商业发电,人类数亿年能源问题有望彻底解决

  据新华社电 我国最新一代核聚变实验装置“EAST”(Experimen-tal Advanced Superconducting Tokamak)昨日在安徽合肥首次放电,成功获得了电流超过200千安、时间近3秒的高温等离子体放电。

  EAST大科学工程总经理万元熙介绍说,目前放电实验还在进行当中,各项实验参数还在不断提高,显示了EAST装置具有良好的整体性能。实验结果将提交近期由国际原子能机构在中国成都举行的第21届国际聚变能大会。EAST成为世界上第一个建成并正式投入运行的全超导非圆截面核聚变实验装置,标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平。

  工艺鉴定组专家、中科院基础科学研究局金铎研究员在新闻发布会上宣布,EAST通过国家“九五”大科学工程工艺鉴定。

  稳态运行的核聚堆产生能量的方式和太阳产生能量的方式相同,都是由原子核聚变放出巨大能量,因此稳态运行的核聚变堆也被俗称为“人造太阳”。EAST大科学工程总经理万元熙研究员说,未来稳态运行的热核聚变反应堆投入商业运行后,能提供无限的、洁净的、安全的能源,将使人类未来数亿年的能源问题得到彻底解决。

  根据设计,EAST产生

等离子体最长时间可达1000秒,温度将超过1亿度。该装置的建设由中科院合肥物质科学研究院等离子体所承担,历时8年、耗资2亿人民币。

  “人造太阳”,人类50年的追求

  9月28日,中国安徽省会城市合肥传出一个重大科技喜讯:中国最新一代“人造太阳”实验装置成功放电!这是世界首个投入运行的全超导非圆截面核聚变实验装置,标志着中国科学家在“盗取天火”的征程中又迈了一大步。

  多年征程

  中国研制“太阳”已40年

  中国“人造太阳”工程的源头可以追溯到成都市双流县白家镇,中国最早研究“人造太阳”的科研机构——核工业西南物理研究院聚变科学所就藏身于此。人类研制“人造太阳”已经50年,30多个国家投入研究,建造上百个实验装置,科研人员1.2万多人,每年经费超过20亿美元,如此规模宏大的科研,却一直鲜为人知。在中国,公众对“人造太阳”更是知之甚少。

  核工业西南物理研究院聚变科学所300多位研究人员一直在秘密制造着中国的“人造太阳”。研究院从1965年在乐山建立开始,到1990年搬到成都,我国“人造太阳”研究已有40年历史。40年来,研究院先后建成中国环流器一号、中国环流器新一号和“二号A”。如今,“人造太阳”已经在“妈妈”肚子里基本成形了,从现在的技术水平看,已经算是一个有手有脚、基本成形的胎儿了。

  今年2月1日到3月17日,由中国自行设计、研制的世界上第一个全超导托卡马克EAST(原名HT-7U)核聚变实验装置,也就是人们通常所说的“人造太阳”,在合肥成功进行了首次工程调试。在调试中,最受关注的低温调试和磁体通电测试获得圆满成功。

  多国合力

  国际联手造“太阳”

  万元熙研究员表示,国际热核实验堆目前尚处于起步阶段,参与该项目的国家和组织有俄罗斯、日本、美国、欧盟、中国和韩国等。在石油、煤炭等矿物燃料日益匮乏的今天,可控核裂变被视作产生无限清洁能源的有效途径。

  科学家认为,在核聚变后,从一公升海水中提取的氘将产生相当于燃烧300升汽油所释放的能量,就如同一个“人造太阳”,能像太阳一样给人类带来源源不断的清洁能源。

  热衷于“人造太阳”研究的不独是中国,其他国家也一直在努力。国际社会也一直希望联手修建一座热核聚变实验堆(ITER),它代表了世界未来能源科技的最高水平,将集成当今国际受控磁约束核聚变研究的主要成果,建造一个可自持燃烧的托卡马克型核聚变试验堆,探索利用聚变能发电的科学和工程技术可行性,最终实现建造商用聚变堆的目的。

  2005年6月28日,中国、欧盟、美国、俄罗斯、日本和韩国的代表在俄罗斯首都莫斯科达成协议,决定在法国南部马赛附近的卡达拉舍建设首座国际实验型热核反应堆。这一规模空前的国际技术合作项目从提出设想到现在计划敲定,共酝酿、探讨、争执、协调了18个年头。可喜的是,它终于付诸实践了。

  造福人类

  2025年后用于商业发电

  科学家指出,利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。

  核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。可控聚变能电站主要燃料是氘。氘大量存在于海水的重水之中,特别是海洋表层3米左右的海水里。据测算,地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘,经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。第二个优点是既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质,是一种没有污染的干净能源。

  目前,美、英、俄、德、法、日等国都在竞相开发核聚变发电厂,科学家们估计,到2025年以后,核聚变发电厂有可能投入商业运营,受控核聚变发电将广泛造福人类。

  杨教

  前景展望

  用海水发电 够用数十亿年

  世界领先水平的我国新一代“人造太阳”实验装置EAST28日在安徽合肥首次放电成功,这意味着人类在核聚能研究利用领域又迈出了新的一步。EAST大科学工程总经理万元熙说,未来的稳态运行的热核聚堆用于商业运行后,所产生的能量够人类用数亿年乃至数十亿年。

  能源短缺是当今世界各国面临的共同问题。人类最近20多年来向地球索取了数额庞大的石油、天然气、煤炭等不可再生的矿物能源,一些国家的煤炭资源已采掘殆尽。矿物能源不仅造成各种污染和“温室效应”,而且还有枯竭之虞。从长远来看,核能将是继石油、煤和天然气之后的重要能源。

  万元熙研究员介绍说,核能分为核裂变能与核聚变能,前者已经被人类加以利用用来发电,而裂变堆的核燃料蕴藏极为有限,不仅产生强大的辐射,伤害人体,放射性核废料的处理也一直是让人头疼的难题。与之相比,核聚变辐射极少,且核聚变燃料可以说是取之不尽,用之不竭。

  他介绍说,据测,每1升海水中所蕴含的氘如果提取出来,发生完全的聚变反应,能释放相当于300升汽油燃烧时释放的能量。以此推算,根据目前世界能源消耗水平和海水存量,核聚变能可供人类使用数亿年,甚至数十亿年。

  据新华社电

  新闻背景

  “人造太阳”计划意义重大

  国际热核实验反应堆(ITER)计划也被称为“人造太阳”计划,其目标是要建造一个可自持燃烧(即“点火”)的核聚变实验堆,验证聚变反应堆的工程可行性。

  ITER计划独立于IAEA之外,最初由俄、日、美、欧四方共同承建。2003年2月,中国宣布作为全权独立成员加入该计划谈判。这意味着中国承诺承担ITER工程总造价46亿欧元的10%,并享受全部知识产权。

  2006年5月24日在欧盟总部布鲁塞尔,中国、欧盟、美国、韩国、日本、俄罗斯和印度7方代表共同草签了《成立国际组织联合实施国际热核聚变反应堆(ITER)计划的协定》,这标志着ITER计划实质上进入了正式执行阶段,也标志着我国实质上参加了这一计划。

  与

国际空间站研究、欧洲加速器、人类基因组测序研究等项目一样,ITER计划也是一个大型的国际科技合作项目。它的实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用核聚变能,从而可能影响人类从根本上解决能源问题的进程,因此意义和影响十分重大。

  新华社电

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