核聚變——未來的能源？

英國牛津區一所外型獨特的白色建筑物保安嚴密，正進行著世界最重要的能源科研計劃：歐洲多國科學家齊心協力，矢志探索未來的星際能源——核聚變。

“五十多年來，人類一直努力不懈地試圖馴服核聚變，這是維持太陽、星宿數十億年發熱發光的基本能源。這個任務至關重要，世界變暖現象迫令各國政府逐步放棄污染環境的化石能源，另辟環保能源，但事實證明，這是個嚴峻挑戰。

曾幾何時，被視為世界能源危機救星的核電廠，工作至今功率開發已接近盡頭，但由于輻射廢料的處理和核意外問題，各國政府有所顧忌，繼續開發新一代傳統核電廠受到來自多方面的阻力。

在這種情況下，駕馭核聚變似乎是解決能源問題的最佳方法。在地球上，海水供應量要多少有多少，而海水中的類氫原子，如氘和氚，就是熱核聚變能源的基礎，只要把它們燃燒至足夠的高溫，它們就會分解成電子和核子，這時再繼續加熱，其中帶正電的核子猛力相撞聚合釋放偌大能量：一公斤核聚變燃料所產生的能源，相當于八千公噸石油！

問題的關鍵是如何達到和維持產生核聚變所需的高溫——攝氏一億度，比太陽核心還要熱的溫度。不過，經過數十年的研究，科學家認為目標最終必能達到。

他們的信心和樂觀，主要源于卡勒姆的歐洲核聚變計劃的研究取得了突破。從七十年代末開始，這批科學家就致力以強磁場固定環形真空瓶內的核聚變原料，然徨利用準備導向的無線電波束，以及迅速移動的中子，把核聚變原料加熱至攝氏至一億度以上。

一九九七年，是卡勒姆研究人員難忘的年頭，他們終于產生出十六兆瓦的核聚變能（足以供應一個城鎮的電量），消息馬上成為全球報章的頭條。可惜當中有個棘手難題：要維持核聚變繼續反應，得用上兩倍于產量的能源。

今天，科學家終于認為問題解決有望，美國知名核聚變專家跟歐、俄、日、加研究人員合作，致力建造熱核試驗反應堆——世界首個核聚變原料燃燒器。

這部機械從體積、從成本來說都不同凡響。大概會在二○一八年問世的熱核試驗反應堆，高度相當于一幢十層大樓，全部費用超過三十億英磅。

其實美國早在一九九六年曾經推出一部體積是上述計劃兩倍的初版核聚變反應堆，僅管有極強的磁場固定核聚變原料，但加熱至高溫時，熾熱的核聚變原料還是會在環形真空瓶內到處亂濺，溫度迅速漏泄。為了應付這個泄熱問題，機器就要非常龐大，目的無非是令熱量泄漏時間大大增加。

令人擔擾的是，初版聚變機的泄熱問題依然嚴重，結果耗資六十億英鎊的初版熱核試驗反應堆計劃被擱置，并為往后的核聚變能源研究投下陰影。不過，最近的研究出現突破，卡勒姆的專家發現，只要聰明地調校磁場和無線電波，就能控制核聚變原料，在其中形成蓄熱區。

歐洲核聚變計劃的科學家最近宣布，熱核試點反應堆的溫度已達到攝氏三億度，是維持核聚變所需溫度的兩倍多。另方面，專家開發了一部威力不菲的電腦，可以預測核聚變原料的活動規律——包括其蓄熱效應的數據。

當然，研究人員始終擔心會出現些意想不到的情況，妨礙熱核試驗反應堆達標：生產能量比機械消耗的多十倍。

即使熱核試驗反應堆計劃取得科學上的成功，現時還不能確定，至少二十年后，才能投入服務的核聚變電廠，是否符合經濟效益。環境學家說，維持這樣龐大反應堆的運作，以及讓它安全退役的成本，高不可測；而輻射廢料的處理問題，亦令人大傷腦筋。

于是有一批英國科學家開始另行設計新的裝置，他們放棄目前標準的環狀壓力裝置，轉向圓球形的小巧設計。

早于一九九一年英國專家就試制成世界首個高溫球面等離子體實驗裝置，直徑僅兩米，可有效地控制核聚變原料的運動，而所用的磁場強度，僅為環狀裝置的十分之一。

英國專家小組現已試制成新版球面等離子體實驗裝置，體積是前者的兩倍，具體效能如何，仍有待進一步研究。

到底核熱能源是否成為未來的主要能源？歐洲合作的熱核試驗反應堆，跟英國的球面等離子體裝置，孰優孰劣？沒有人能說得準，科學家認為答案只有一個：多作試驗。

[譯自英國《焦點》雜志]